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谷禾健康
维生素K是一种对身体功能至关重要的脂溶性维生素。它们被认为是人类产生多种参与凝血和钙稳态蛋白质的重要辅因子，所以又叫凝血维生素。
天然存在的维生素K主要分为两类：维生素K1（叶绿醌）和维生素K2（甲萘醌）。尽管同属维生素K，但它们之间有不少差异。
维生素K1主要存在于绿色蔬果中，K2存在于发酵食品或由肠道细菌产生。微生物K2通常半衰期更长，更容易在血清中积累，且其在肝外的血液分布范围更广，生物利用度更高。
并且维生素K2除了常规的凝血作用外，研究发现其可能还有益于心血管健康、改善骨质疏松、对肾病有帮助、或预防关节炎、改善血糖控制，并可调节免疫与神经认知，甚至具一定抗癌潜力。
维生素K2（主要为MK-7和MK-4）通过γ-羧基化（γ-carboxylation）机制激活两类关键蛋白：骨钙蛋白（Osteocalcin, OCN）和基质Gla蛋白（Matrix Gla-protein, MGP）。前者驱动钙沉积于骨基质，提高钙离子的结合力，使活化的OCN能够有效捕获血液中的钙离子并将其整合到骨矿物质中；后者则阻止钙在血管和软组织中的病理性沉积，减少血管异常钙沉积、降低心脑血管健康风险。
值得注意的是，维生素K2的内源性合成与肠道菌群状态密切相关，肠道益生菌（如乳酸菌、双歧杆菌，芽孢杆菌属等）是K2的主要内源合成者，其健康状态直接影响K2的体内浓度、肠道对外源K2的吸收利用效率，以及钙、维生素D等其他营养物质的生物利用度。抗生素使用、高脂高糖饮食、肠道炎症等因素导致的菌群失调会显著降低益生菌数量，进而导致K2合成下降，使得即使补充充足的钙和维生素D，其骨矿化效率仍然有限。
本文旨在从分子生物学、营养代谢和菌群微生态的多维度，系统阐述维生素K2的生理机制、吸收利用和代谢过程，阐明肠道菌群与K2的协同作用机制，并进一步介绍了从补给一饮食一菌群生态位层面的综合改善干预预防措施。
什么是维生素K？
维生素K（Vitamin K）又叫“凝血维生素”，因为它传统上最常与凝血相关：维生素K参与凝血相关蛋白的成熟激活（羧化），缺乏时会影响凝血功能。维生素K是一类脂溶性的小分子营养素，其最早于1929年由丹麦化学家达姆从动物肝和麻子油中发现并提取。
↘ K1、K2天然存在且为脂溶性
维生素K包括K1（叶绿醌）、K2（甲基萘醌）、K3（甲萘醌）、K4（甲萘氢醌）等几种形式，其中K1、K2是天然存在的，属于脂溶性维生素；而K3、K4是通过人工合成的。
这四种维生素K的化学性质都较稳定，能耐酸、耐热，正常烹调中只有很少损失，但对光敏感，也易被碱和紫外线分解。
虽然维生素K1和维生素K2同属于维生素K家族，并且都属于天然存在的营养成分，但它们在很多方面仍然直接存在着差异；这些不同并不只是来源层面的区别，而是会进一步体现在它们在体内的分布、可利用性以及由此带来的生理功能表现上。
注：本文这里主要介绍维生素K1和K2。
▸ 来源差异
↘ K1主要存在于绿色蔬果中
维生素K1主要存在于绿叶蔬菜、植物油和部分水果中（菠菜、卷心菜、羽衣甘蓝、牛油果），是饮食中维生素K的主要来源。
↘ K2存在于发酵食品或由肠道细菌产生
维生素K2存在于动物性和发酵食品（纳豆、奶酪、酸菜）中，或由人体肠道细菌产生。
维生素K1和K2的膳食来源
doi: 10.3390/ijms20040896.
▸ 结构差异
维生素K1含有一个由4个异戊二烯基单元构成的植酸侧链。
而维生素K2含有一个不饱和脂肪族侧链，并带有可变数量的异戊二烯基单元；丙烯基单元的数量对应不同的甲萘醌类型，包括短链的甲萘醌-4（MK-4）以及长链的MK-7、MK-8和MK-9。
其中，“n”越大代表侧链越长，从而显著影响其理化性质并进一步影响体内行为（如吸收、分布与停留时间）。
维生素K家族的化学结构
Zhang T,et al.Foods.2024
▸ 生物利用是关键差异
↘ K1主要分布在肝脏、K2分布更广泛
维生素K1和K2均为脂溶性，可与膳食脂肪和胆汁吸收。但它们在组织中的分布有所不同。肝脏、心脏和胰腺中维生素K1水平较高，但大脑、肾脏和肺部的浓度较低。
相较之下，维生素K2可存在于所有组织，但在肝脏、心脏和肺部的浓度较低。其长链衍生物可重新分布至循环系统，并用于肝外组织，如骨骼和血管。MK-4在大脑、肾脏和胰腺中的水平较高或接近K1，且其总体水平高于K1。
↘ 维生素K2半衰期更长，生物利用度更高
微生物K2（尤其是长链MK-7/MK-9）通常半衰期更长。一项比较维生素K1与MK-7的研究显示，MK-7半衰期可达68小时，而K1仅为1–2小时。
因此，维生素K2更容易在血清中积累，且其在肝外的血液分布范围更广，能更好地到达骨骼和血管等组织。相比之下，维生素K1从循环中清除更快，更易在肝脏中积累，并通过尿液和胆汁排出。
维生素K的生物利用度和生物分布
doi: 10.3390/ijms20040896.
研究发现，MK-7吸收效率和生物利用度最高。无论是摄入蔬菜来源的维生素K1，还是摄入富含K2的食物来源MK-7，二者在摄入后2小时内均可迅速吸收；但餐后血清中MK-7浓度约为K1的10倍。
同时，K1的空腹血浆浓度在个体间差异显著，且其吸收低于MK-4以及更长链的K2（如MK-8、MK-9）。长链维生素K2（尤其MK-7与MK-9）在循环中的半衰期更长，因此在循环中可被肝外组织更长时间利用。
不过，并非所有维生素K2都同样高效：MK-4的生物利用度并不一定对应给药后血清浓度升高；而MK-7给药可使血清MK-7水平在数天内持续升高，从而更好地反映并促进体内维生素K水平。
▸ 功能意义
两者均是维生素K依赖蛋白（凝血因子、骨钙素、基质Gla蛋白）γ羧化的辅因子。
K1：以肝脏凝血作用为主；
K2（尤其MK-7）：更有效地激活肝外蛋白。现有证据提示其对骨骼健康和血管钙化可能有益，并被用于研究其在心血管、代谢及炎症相关疾病中的作用。
维生素K2如此重要，是因为它在人体内发挥多种关键作用，其中最为人熟知的是它作为维生素K依赖性凝血因子的激活辅因子。
近几十年的研究显示，维生素K2可能通过参与组织矿化、炎症、氧化以及年龄相关疾病过程发挥保护作用，从而为其在未来临床实践中的应用提供新的方向。
目前，维生素K2在心血管疾病、骨骼发育与骨折、慢性肾病以及某些癌症中的作用已较为明确；同时，越来越多的证据提示其在肝病、免疫功能、神经系统疾病和肥胖等方面也可能具有更广泛的作用。
对于凝血功能至关重要
维生素K是四种凝血蛋白（凝血酶原、转变加速因子、抗血友病因子和司徒因子）在肝脏内合成必不可少的物质，对γ-羧基谷氨酸的合成具有辅助作用。如果缺乏维生素K，则肝脏合成的上述四种凝血因子均为异常蛋白质分子，催化凝血作用的能力将大大下降。
维生素K促凝血和抗凝因子
Mladěnka P,et al.Nutr Rev.2022
维生素K2对心血管疾病有益
血管钙化是一个主动过程，推动心血管疾病发生，是全球主要死因之一。维生素K2依赖的蛋白质能够激活保护机制，抑制血管钙化发展。
↘ 维生素K2可以降低血管钙化风险
以MK-7形式存在的维生素K2，在健康与患病人群队列多项试验中表现出对钙化形成的长期保护作用；多项研究亦提示心血管疾病总体发生风险降低。甚至在健康人群补充后，也观察到动脉硬化的倒退与血管弹性的改善。
维生素K2的作用机制
编辑
doi: 10.1136/openhrt-2021-001715.
这些蛋白通过维生素依赖性羧化被激活。动脉粥样硬化斑块中识别的激活基质GLa蛋白可能抑制钙沉淀与软组织钙化。在一项前瞻性人群研究（LOE-A）中，纳入4807名基线无心肌梗死受试者并随访7年：维生素K2摄入量最高组相较最低组，冠心病风险显著降低。
编辑
影响因子：4.281
有趣的是，在对维生素K1和K2异构体进行全面评估的研究中，只有K2与心血管获益相关，K1则无。此外，维生素K2在心血管疾病中的作用范围较广。
目前全球仍有多项针对心血管患者补充维生素K2的大型临床研究在进行，结果将进一步完善其在该领域的证据体系。
维生素K2能改善骨质疏松症
维生素K2具有促进骨形成的作用，临床与实验研究均证实其对抗骨质疏松具有明确效果。在骨髓间充质干细胞中，维生素K2可促进骨生成的分化。
↘ 维生素K2支持骨分化，有助于抗骨质疏松
一项系统性综述（证据水平I[LOE = A]）显示，维生素K2在日本患者中对预防椎骨骨折的比例为60%，对髋部骨折为77%，对非椎骨骨折为81%。其效果与传统双膦酸盐疗法相当。
另一项研究（LOE-B）纳入241名接受维生素K2（每天45 μ克）联合钙治疗的骨质疏松患者，结果表明其骨密度保持稳定；而接受钙与安慰剂治疗者的腰椎骨密度下降了2.5%，且治疗组骨折减少了65%。
与骨骼代谢相关的维生素K2作用通路
编辑
doi: 10.3390/foods10123136.
维生素K2可通过与OC无关的机制调节骨代谢。MK-7可促使成骨细胞前体细胞上调ALP、Runx2和Osterix，并促进其分化为矿化型成骨细胞；相反，在破骨细胞中维生素K2会降低其分化并抑制骨吸收。其机制与抑制细胞因子诱导的NF-κB激活有关：MK-7及较轻的MK-4可抑制NF-κB，而维生素K1未表现出类似活性。
↘ 维持骨密度，减少因骨质疏松引起的骨折
临床研究还表明，维生素K2可维持腰椎骨密度，减少年龄相关的骨质疏松性骨折；也能减少糖皮质激素诱发的骨质疏松性椎骨骨折，并在肝功能障碍相关骨质疏松中维持腰椎骨髓性低估表现；在瘫痪患者中，维生素K2则可增加脑血管疾病患者上肢的掌骨密度。
为期三年的随机对照试验（RCT，LOE = A）提示，每天补充维生素K2 180 μ克可减少腰椎和股骨颈骨密度的正常年龄相关下降，但不影响全髋关节；同时，维生素K2（MK-7）还能防止下胸椎椎高的下降。
维生素K2对肾病有益
去磷酸化-非羧化MGP（dp-ucMGP）是维生素K缺乏的公认研究标志物，最早在慢性肾病患者中被报道。dp-ucMGP水平与慢性肾病进展相关：晚期患者循环中的dp-ucMGP更高。
↘ 慢性肾病人群常缺乏维生素K
维生素K缺乏见于多种慢性肾病人群，包括尿路结石、肾结石与尿毒症。随着慢性肾病阶段加重并进入维持性血液透析，维生素K状态往往更明显受影响；动物模型与人体研究均提示，肾功能恶化时MGP可能发生过度表达，从而反映肾功能的进一步下降。
↘ 补充维生素K2有助于改善肾小球滤过等功能
已有研究表明，补充维生素K2可改善肾动脉功能，并抑制肾动脉钙化继续发展；同时也可能改善患者队列中的肾小球滤过。
因此，维生素K2在慢性肾病领域具有广阔前景，相关大规模研究正积极评估其作为治疗策略的效果。
维生素K2可能预防关节炎
↘ 缺乏K2可能导致骨关节炎
新出现的证据提示，维生素K可能在预防致残性骨关节炎方面发挥重要作用。维生素K摄入不足时，软骨与骨骼可能出现异常矿化。
动物与人体研究发现，维生素K状态与骨关节炎风险相关。以一项纳入719名日本参与者的基于人群横断面研究为例，膝关节骨关节炎风险升高与较低的VK摄入有关。在校正年龄、性别、BMI、总能量摄入、血浆维生素D以及股骨颈骨密度后，结果仍支持维生素K状态与手、膝骨关节炎呈负相关。
↘ 维生素K2有助于降低类风湿性关节炎
有证据表明，维生素K2补充剂通过降低CRP水平来减少类风湿关节炎中的炎症。维生素K2可能诱导类风湿关节炎滑膜细胞的凋亡。
在一项横断面研究中，给予100 μ克MK-7的组在3个月后病变活跃度评分显著下降，同时生化标志物（ESR、CRP和基质金属蛋白酶）有所改善。
维生素K2改善血糖控制
长期补充维生素K2可降低糖尿病发生风险。最大的一项研究纳入约38000名20至70岁男女，结果显示每日仅10 μg K2即可将糖尿病风险降低7%。
其潜在机制也逐渐被阐明：维生素K2可激活骨钙素；体外研究表明它能促进胰腺β细胞增殖，并提高胰岛素产生及CyclinD1表达。
↘ 补充维生素K2提升胰岛素敏感性并改善血糖控制
在人类研究中，饮食/补充维生素K2摄入与胰岛素浓度和敏感性显著变化相关。研究证明，高MK-4摄入量（30 mg/天）对健康年轻男性（n = 18岁，25.5–31.5岁）的胰岛素敏感性指数显著提升，相比安慰剂组（n = 15,24–31岁）在4周内显著增加。
同样，一项长期大型研究也显示，维生素K摄入量（平均摄入量：VK1 200±98微克/天，VK2 3±1/7微克）与2型糖尿病风险降低之间呈线性反相关。
维生素K补充剂可能作为一种新型辅助疗法，以改善血糖控制和生活质量。
维生素K2可能具有抗癌效果
目前已有大量研究探讨维生素K家族的潜在抗癌作用。
↘ 维生素K2有助于抑制肝细胞癌、肺癌细胞等
维生素K2可能通过多种途径发挥作用，包括蛋白激酶A、蛋白激酶C、核因子κB以及类固醇和外来受体。抑制人类肝细胞癌的生长与侵袭，并对肿瘤复发产生中度抑制。
体外研究还显示，其对肺癌细胞生长的抑制呈剂量依赖性，胰腺癌细胞亦观察到类似效应。一项纳入超过11000名患者的队列研究表明，较高的维生素K2与晚期前列腺癌显著减少相关；而维生素K1摄入增加与前列腺癌减少无关。
维生素K2调节神经认知
维生素K2可能通过多种机制支持神经功能。维生素K2的肝外活性已通过不同组织中K2循环酶的活性变化在体内得到阐明。
↘ 维生素K2对神经元有保护作用
值得注意的是，维生素K2酶在大脑中表达高度。已有文献记录K2对神经元的保护作用。MK-4提高了能量产生，并挽救了帕金森病中发现的PINK1突变。
此外，多种维生素K2类似物已被发现在神经元分化中起决定性作用。首个关于K2与神经元活动相关的流行病学研究涉及45名多发性硬化症（MS）患者和29名健康志愿者。与性别和年龄依赖的对照组相比，MS患者的K2水平显著降低。此外，K2水平与神经痉挛和视神经损伤相关。这些新兴研究表明，维生素K2在神经发育和疾病中可能扮演重要角色。
↘ 补充维生素K有助于改善认知及阿尔兹海默症
维生素K可能在阿尔茨海默病的发病机制中起作用，因为它在大脑中调节胰岛转移酶活性和生长因子/酪氨酸激酶受体活性。
有证据表明，阿尔茨海默病老年人的维生素K摄入量显著低于社区对照组。摄入维生素K可能改善健康老年人的认知功能。一项研究显示，维生素K与更好的言语情节记忆表现相关，尤其是在回忆任务中。维生素K拮抗剂的使用与认知障碍更频繁相关。
维生素K2影响免疫
近年来，体外研究提示维生素K2具有此前未知的免疫调节作用。
↘ 维生素K2可调节TNF-α、IL-1的表达
首先，MK-7可调节TNF-α、IL-1α和IL-1β的表达。研究还发现，维生素K2可抑制健康个体T细胞的增殖，而K1则无类似效果。
该结论在更多患有特应性皮炎的儿童及健康对照者的T细胞中得到验证，并得到透析患者独立研究的支持。两项研究均表明，维生素K2可减少活化T细胞数量并抑制其增殖。
综上，现有证据支持维生素K2可能作为新型免疫抑制剂发挥作用；其具体生理机制仍需进一步阐明。
维生素K2还可能影响肝脏健康与代谢
↘ 维生素K2对肝脏健康具有积极作用
维生素K在肝脏中的作用已明确：参与凝血因子生成及VKDP激活。既往研究多关注K1，但K2生物活性更高，可能与肝组织中的作用类似。近期研究还提示，维生素K2可能促进卵形细胞再生，并促进干细胞培养中肝细胞的成熟。
此外，多项试验发现MK-4对由酒精性与非酒精性肝硬化引发的肝癌具有有效的抑制作用；维生素K2补充在肝硬化治疗中也呈积极趋势。然而仍需进一步研究，以确定其效果是否具有统计学意义，并阐明维生素K2在肝病中的作用机制。
↘ 较高维生素K2与代谢综合征发生率较低相关
也有研究探讨了维生素K2与代谢综合征（MetS）之间的关联。
在一项10年随访研究中，纳入女性（n=402；49–70岁）和男性（n=400；40–80岁），结果显示高VK2摄入量（210.3 ± 127.0 μg/d）与MetS发生率降低相关（反映为三酰甘油水平下降及腰围减小）；而VK1治疗组（31.1 ± 12.5 μg/d）未见类似相关性。
但一项包含5800名成年人（20–45岁）的横断面研究并随访6年发现，较高的VK1摄入量（84.8 ± 3.2 μg/天）可能有利于降低MetS患病率（以高血压下降和HDL胆固醇升高为指标）。
前面已梳理出维生素K2在多方面具有关键的生理作用，那么当机体处于维生素K2缺乏状态时，相关的代谢与调控过程可能就会失衡，从而带来一系列潜在危害。
维生素K缺乏的症状
维生素K是多种凝血相关蛋白的γ-羧化所必需的辅因子；当维生素K不足时，凝血级联中部分蛋白活性下降，可能导致凝血功能下降，增加出血倾向，表现出以下症状：
此外，维生素K缺乏还可能引发多个与维生素K相关的生理过程受到干扰：
1
骨代谢异常
维生素K2参与骨相关蛋白（如与矿化相关的蛋白）的激活，影响骨形成与骨矿化平衡。
缺乏时可能出现：
•骨密度下降；
•骨质量变差（矿化不足）；
•骨折风险增加（尤其是中老年人群）。
2
血管钙化风险升高
维生素K2能促进某些“抗钙化”相关蛋白的活化；当K2不足，这些保护性作用减弱。
结果可能表现为：
•更容易发生动脉壁钙化；
•血管弹性下降；
•长期来看可能增加心血管事件风险。
3
慢性低度炎症与慢病风险
维生素K2除具有多种潜在作用外，还可能参与炎症相关的生物学反应；同时CRC相关材料提示，VK2同系物可影响炎症因子，例如在实验体系中抑制IL-8、IL-6、TNFα等促炎因子。
维生素K2缺乏的潜在危害：
•如果K2相关的抗炎/免疫调节效应不足，可能更容易出现或维持低度炎症状态；
•从而间接提高与炎症相关的慢病风险（具体到哪一种疾病，取决于人群、剂量、同系物构成、遗传与合并用药等）。
4
肠道菌群失衡
维生素K2很大一部分由肠道细菌合成，并与菌群之间存在互作关系；K2还能调节菌群动态，且与炎症及代谢相关状态密切相关。
因此维生素K2缺乏的危害可能还有：
•维生素K2缺乏可能反映或加重菌群失衡；
•菌群与K2的耦合变化可能影响代谢与炎症微环境；
•但“丰度变化→血清K2→临床终点”的因果链目前并不总是直观成立。
注：本文将在其中一个章节详细阐述肠道菌群与维生素K2之间的相互作用。
5
脂肪/代谢相关功能可能受损
维生素K2与代谢过程存在关联研究线索（例如与代谢综合征发生率、代谢指标的相关性）。
缺乏可能在部分人群中表现为代谢调控不佳，从而间接提高糖代谢异常、血脂异常与血压异常的风险（具体因果强度仍需进一步研究证实）。
6
神经系统与肌肉功能可能受影响
已有研究表明，维生素K2在神经系统相关通路中存在表达并发挥保护作用。
维生素K2缺乏可能在易感人群中与以下风险相关（多为“潜在/可能”）：
•神经保护能力下降；
•神经功能维持不足；
•进一步影响认知与运动相关能力。
编者小结
维生素K2缺乏最可能的危害清单：
1.凝血风险升高：维生素K依赖凝血蛋白羧化不足。
2.骨健康下降：与骨代谢相关的维生素K依赖蛋白成熟不足，可能增加骨质疏松/骨重建失衡风险。
3.血管异常钙化倾向：影响连接组织钙化调控相关维生素K依赖蛋白。
4.炎症/慢病相关风险可能上升：维生素K2的抗炎/细胞保护方向减弱。
5.菌群生态可能进一步失衡：维生素K2—菌群互作可能形成双向反馈。
维生素K2不只参与凝血相关过程，还与骨代谢与矿化平衡、血管/组织钙化调控，以及炎症与慢性低度炎症、代谢稳态等生理活动存在联系。因此，当机体进入维生素K2缺乏状态时，相关代谢与调控环节可能失衡，进而带来潜在危害。
其风险表现包括：凝血功能受影响导致易淤青、瘀点、鼻/牙龈出血、伤口止血变慢、月经过多或异常出血等；以及骨代谢异常（骨密度下降、矿化不足、骨折风险增加）和血管钙化倾向（动脉壁钙化、血管弹性下降）等长期后果。
同时，维生素K2与炎症调节及肠道菌群互作的关联提示其缺乏可能影响炎症微环境与炎症相关慢病风险；但从“血清维生素K2变化”到“临床终点”的因果链并非在所有情境下都能直接成立。
总体来看，维生素K2缺乏的潜在影响具有多维度特征，后续可进一步结合肠道菌群与维生素K2的相互作用展开说明。
拓展：维生素K过高是否会有危害？
目前几乎没有动物或人类发生自然维生素K系统性毒性的报道。
尽管有人担心过多维生素K可能导致过度凝血，但尚未观察到这一现象，可能与γ羧化位点有限有关。相反，极高剂量维生素K可能引发低凝血酶原血症，人类病例中已有罕见记录。
★ 通常情况下不会造成危害
已有的人类数据表明，每日服用10 mg维生素K、连续1个月未见不良反应，与动物实验结果一致：在同等时间范围内，即使剂量达到2 g/kg也被认为是安全的。
一般来说，维生素K的副作用仅限于局部，例如过量服用维生素K2后出现轻微的胃肠道不适和皮疹，在停止服用后消失。
导致维生素K2缺乏，往往不是单一原因“突然缺了”，而更像是多条环节逐渐失去配合——从你吃进身体的食物，到它能不能被吸收、被运输、被利用，再到肠道菌群是否还在“按时供货”。当这些环节出现偏差，维生素K状态（尤其是与K2相关的功能供给）就可能跟不上身体需求。
此外，维生素K2并不是“一个数值搞定”。不同K2同系物在结构、生物利用度、体内分布与持续作用上存在差异；同样的摄入量，在不同人群中也可能转化为不同的功能性供给结果。再叠加个体差异（例如慢性炎症/代谢状态、可能影响维生素K相关通路的因素），就更容易出现“表面摄入并不极低，但功能层面仍接近不足”的情况。
1
摄入不足
↘ 饮食中维生素K2少、长期摄入不规律
人体自身不能在体内合成维生素K：脊椎动物依赖饮食供给；如果缺少规律摄入，体内储备会迅速被耗尽，这会构成维生素K缺乏的根本前提。
VK2主要来自特定食物谱：VK2主要来自发酵食品、部分奶酪及动物性来源；若饮食结构长期偏向“低发酵食品/低动物性、摄入以不含或少含VK2的食物为主”，更容易出现VK2摄入不足。
↘ 仅补“VK1”但不补“VK2”
部分研究/综述强调维生素K1与维生素K2在来源、吸收、靶向活性上存在差异；因此当饮食或补充只提供维生素K1而缺乏维生素K2等同系物时，不能自动等量“覆盖维生素K2的生物学需求”。
2
吸收障碍
维生素K属于脂溶性营养素，其被吸收与利用通常与消化吸收条件高度相关；若脂肪消化吸收受限，会削弱脂溶性维生素K（包含K2异构体）的吸收效率。
↘ 胆汁/脂肪吸收相关问题会降低K吸收与利用
维生素K2属于脂溶性维生素，其获得与利用往往高度依赖机体对脂溶性营养素的吸收条件；与此同时，不同形式的VK在吸收表现与体内运输机制上存在差异，而这些机制又要求机体能够完成有效吸收。因而，当这一有效吸收的过程出现不足或受损时，就会在总体层面上导致吸收环节出现障碍。
↘ 肠道转运与吸收相关蛋白/过程受影响
有文献中讨论维生素K在肠道吸收与代谢中的机制研究（如肠道受体/转运相关通路作为维生素K吸收调控因素），提示任何影响肠道吸收效率的因素，都可能把机体推向“维生素K状态下降”，从而造成VK2功能性缺乏。
3
肠道菌群失衡
↘ 肠道菌群失衡，内源性维生素K2供给下降
维生素K2可由肠道细菌生成，因此，当肠道菌群组成或功能受损时，内源性VK2供给可能下降。并且当炎症或代谢失衡导致菌群进一步失稳，也可能形成维生素K2生成/利用的不利循环。
↘ 化学用品和抗生素的过量使用
随着农业生产现代化推进，农药、化肥残留在农产品中的比例上升，且食品加工中防腐剂与人工添加剂的使用增加，可能导致肠道菌群失调，从而不利于VK2的微生物合成。
此外，抗生素可通过抑制或破坏产VK2细菌而降低VK2生成，头孢菌素类（如头孢糖素类）的影响尤为明显。质子泵抑制剂也可能影响VK2水平，其作用机制可能与对肠道菌群的影响相关。
4
药物使用
维生素K可与部分药物发生相互作用，从而影响体内维生素K2的浓度及其生物学效应。
↘ 华法林是一种维生素K拮抗剂
华法林属于香豆素类抗凝剂与维生素K拮抗剂，通过阻断肝脏及外周循环中的维生素K利用，导致继发性维生素K缺乏，进而可能对血管、骨骼、肾脏、大脑及其他系统（如炎症、免疫功能与肿瘤相关过程）产生不利影响。
VK2也可能与其他香豆素类抗凝剂（如酚丙香豆素、乙酰藻黄醇和硫氯马罗尔）发生严重相互作用。
↘ 降胆固醇和降脂药也会影响维生素K吸收
在胆固醇降药物方面，如考来替泊可通过阻断胆酸再吸收来降低胆固醇，但也会同时减少胆固醇及其他脂溶性维生素的吸收。奥利司他可降低肠道对膳食脂肪的吸收，因此可能削弱VK的吸收。
他汀类是常用的降脂药物，主要通过降低胆固醇以减少动脉粥样硬化风险，此外，他汀类药物还可能抑制VK2的合成。VK2是基质Gla蛋白（MGP）激活所需的辅因子，而MGP可帮助保护动脉免受钙化。有观点推测，由于他汀类在临床使用广泛，可能在心力衰竭与动脉粥样硬化的高发率上产生看似相互矛盾的加剧效应。
↘ 降磷药物治疗会影响维生素K的利用
在慢性肾病患者中，高磷血症较常见，因此需要使用降磷药物。研究发现，磷酸结合剂可能降低VK2的生物利用度。
体外研究显示，醋酸钙/碳酸镁、碳酸镧、碳酸钙及塞维拉麦碳酸盐均可能与VK2结合，影响其吸收，并可能削弱VK2抑制血管钙化的效果。
在一项纳入多位使用磷酸结合剂的慢性肾病患者研究中，使用塞夫拉默者的去磷化-非羧化MGP水平更高，提示维生素K水平可能降低。不过，这些相互作用的临床意义仍存在争议。
5
生理与遗传因素
↘ 体内转运与生物利用度差异
维生素K异构体的“运输路径、半衰期、组织分布、生物利用度”不同，这意味着即使总维生素K摄入看似存在，但维生素K2在体内到达靶组织并完成相关羧化修饰的效率也可能较低。
并且维生素K2包含不同链长同系物（如MK-4、MK-7等），其作用持续时间与体内行为不同。若某个群体摄入的维生素K2同系物谱不足（例如以某类同系物为主而另一类缺乏），可能出现对特定通路的激活不足，表现为功能性维生素K不足状态（即“缺乏的不是总量，而是对靶点的供能不足”）。
↘ 年龄、疾病会影响人体对维生素K的吸收
某些疾病状态会让机体更容易出现维生素K状态下降，如肝胆疾病患者以及代谢疾病老年患者的吸收能力下降可能导致维生素K2缺乏。
人体胃肠道的吸收能力随着年龄增长逐渐下降，这可能导致中老年人出现维生素K2缺乏症，因此有必要补充膳食。此外，新生儿也存在维生素K缺乏的风险，因为自身维生素K储备不足，母乳中的维生素K水平较低，未成熟的胃肠道微生物群很可能不是维生素的来源。
注：有研究发现纯母乳喂养的婴儿比配方奶喂养的婴儿更容易患维生素K维生素低水平。
总结：维生素K2缺乏的“病因框架”
1.摄入不足：人体不合成 + 储存被耗尽；维生素K2主要来自发酵/特定动物性食物。
2.吸收障碍：维生素K2为脂溶性，消化吸收条件改变会降低吸收与利用。
3.肠道菌群失衡：菌群生成维生素K2与互作关系，菌群功能下降→供给不足。
4.药物使用：部分药物是维生素K2的拮抗剂，影响其吸收利用。
5.体内利用/转运差异：维生素K1与维生素K2生物利用度、运输与靶向激活不同，可能出现“功能性缺乏”。
6.疾病/代谢需求改变：衰老与慢性疾病背景使维持足够状态更困难。
肠道微生物并不单是人体肠道的“居住者”，它们更像一个持续运转的代谢工厂：一方面，菌群能够合成并补给宿主所需的维生素家族（主要为大多数水溶性B族维生素及维生素K2）；另一方面，这些微生物衍生分子又会进一步塑造肠道局部环境，影响免疫稳态与炎症生态位。
维生素K2正是这作用网络中的关键一环——它由特定肠道菌群产生，当宿主免疫状态、生命阶段与饮食结构改变时，这个供给又会被重塑。
本章将系统阐释维生素K2与肠道微生物群之间有哪些具体相互作用，以及这些作用如何为理解肠道稳态与疾病风险提供新的机制视角。
▸ 肠道菌群对维生素K2的“供给功能”
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为了更好地理解肠道里维生素K2是怎么被细菌“造出来的”？我们先把生物合成这条“生产线”讲清楚。维生素K2的合成并不只依赖一种原料，许多碳源都可以进入细菌的代谢系统并最终被用来制造维生素K2。
↘ 维生素K2的生物合成过程
从结构上看，维生素K2的分子主要由两部分组成：
细菌生成VK2的过程可以概括为：先把甘油/糖类等底物加工出异戊二烯前体（用于做侧链）和DHNA骨架（用于做环），再通过特定的通路把侧链拼到骨架上，最后甲基化完成甲萘醌形成。
维生素K2的生物合成代谢途径
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doi: 10.1016/j.biotechadv.2019.
↘ 能够合成维生素K2的肠道细菌
宏基因组和大规模人群研究表明，肠道菌群在结肠等部位对维生素稳态具有功能性供给作用。多数产维生素的微生物群通常只能合成单一类B或K2维生素，能够产生五种或更多维生素的细菌仅占2.7%。研究通过菌株筛查来评估内源性VK2的合成能力，并提出明确的候选菌有以下几种：
•Lactobacillus（乳杆菌属）
•Bifidobacterium（双歧杆菌属）
•Bacillus（芽孢杆菌属）
并且不同菌群可能负责不同MK形式（MK-4、MK-7、MK-9等），下面这些细菌也被发现能够产生维生素K2：
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维生素合成途径的关键微生物贡献者
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doi: 10.1128/msystems.00929-24.
▸ 菌群组成与菌源VK2水平的相关性
↘ 粪便中菌源维生素K2与肠道菌群组成相关
有研究测量粪便与血清中的维生素K2：发现粪便中菌源维生素K2呈现个体差异，且其水平与肠道微生态组成（如与特定菌群相关）有关；但在该研究中维生素K2未在血清中检出。
↘ 一些菌属可能与维生素K2水平共同波动
在健康成人研究中，识别了与维生素K2水平相关的菌群，提示Bacteroides、Prevotella等与维生素K2水平存在共同波动的现象，即当这些菌群相关指标发生变化时，维生素K2水平也会表现出相应的变化，从而反映出维生素K2与特定肠道菌群组成之间可能存在紧密耦合关系。
▸ 维生素K2在肠道的功能效应
↘ 可进入并作用于肠道相关细胞
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结直肠癌研究显示，维生素K2（特别是长链同系物）能够进入肠上皮细胞（如Caco-2）并表现非毒性效果，提示其并非只能停留在肠腔中作为“旁观代谢物”，而可能在局部细胞界面发生作用。
↘ 长链同系物更可能与抑制促炎因子相关
研究强调：维生素K2-MK7与维生素K2-MK9可降低促炎细胞因子（如IL-8、IL-6、TNFα），从机制层面提示“菌群产出的哪类同系物”会影响“局部炎症生态位”。这把“菌群—代谢产物—炎症表型”连接起来。
维生素K2同源物对肠上皮细胞促炎IL-8浓度的影响
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doi: 10.1186/s12935-023-03114-2.
炎症因子下降意味着肿瘤微环境的“驱动因子”被削弱：IL-8、IL-6与TNFα等促炎因子通常与肿瘤炎症微环境、免疫抑制/募集、上皮细胞应激等相关。维生素K2同系物能降低这些因子分泌，提示其可能改变CRC的炎症生态位，使得肿瘤发生发展的条件不那么“有利”。
▸ 在免疫稳态中的双向调控
↘ 微生物来源维生素可作为免疫稳态的协同因子
人类主要从饮食获得维生素，但肠道微生物是重要补给来源；并且肠道菌群与免疫系统互作会改变维生素生物合成，进而影响免疫反应与肿瘤免疫治疗效果。
↘ 供给不足在免疫层面可能放大风险
维生素在多种细胞过程中的重要性使得即便是轻微缺乏也可能造成健康问题。如果菌群失衡导致维生素K2供给减少或同系物谱改变，则可能通过免疫炎症通路影响肠道稳态与肿瘤微环境。
▸ 影响菌群产生维生素K2的因素
↘ 超过80岁老人与婴儿产生维生素K2能力较弱
对维生素相关基因丰度的分析显示，与宿主年龄密切相关的差异清晰可辨。具体而言，成人与80岁及以上健康老年人之间，在微生物维生素生物合成途径上存在最显著的差别。
80岁以下老年人的肠道微生物群维生素合成能力仍与年轻成人相对相近。相较之下，当年龄超过80岁时，九种维生素中有七种的生物合成能力显著下降，提示持续且渐进的功能衰退。
不同生命周期微生物群来源的维生素合成基因
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doi: 10.1128/msystems.00929-24.
与健康成人相比，婴儿在九条微生物维生素生物合成途径中有六条的相关指标减少21%至49%。这一结果提示，出生后前三年微生物群的功能尚未完全成熟。
↘ 不同地域人群合成维生素K2能力不同，可能与饮食差异有关
此外，地理来源显著影响维生素生物合成通路的多样性/丰度，其中包括K相关合成潜力，从而意味着维生素K2“可由微生物提供”的程度会在不同人群中变化。
主要维生素生产细菌丰度因地理来源而异
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doi: 10.1128/msystems.00929-24.
这可能与饮食差异有关，如全谷物与精制谷物饮食使粪便维生素K2水平出现差异，这提示饮食通过重塑底物/发酵环境，从而改写菌群组成，并最终影响维生素K2的输出。
不同地理区域的维生素生物合成潜力
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doi: 10.1128/msystems.00929-24.
编者小结
肠道菌群和维生素K2之间的关系，像是一条在肠道里持续运转的协作链：菌群会提供维生素K2所需的合成能力与底物环境，而维生素K2不同的同系物（如长链形式）又可能反过来影响肠道局部细胞的状态与炎症水平。
在“供给”层面，能合成维生素K2的细菌并不只依赖单一原料；它们通过各自的代谢通路把底物加工成维生素K2的关键结构，再一步步完成拼接与修饰。研究提示，粪便中的菌源维生素K2水平会因人而异，并且可能与某些菌群的变化同步，说明菌群组成与维生素K2输出之间存在紧密关联。
在“效应”层面，维生素K2可以进入肠上皮相关细胞，并显示出调节作用。尤其是一些长链同系物更倾向于与促炎因子下降相关，这意味着它可能帮助“调低”肠道炎症生态位，从而为肠道稳态和结直肠癌等相关疾病微环境带来更好发展的方向。
从整体人群看，这套供给能力还会随年龄与生活方式而变化：例如80岁以上人群与婴儿的合成能力往往更弱；而不同饮食结构也会影响粪便维生素K2水平。总的来说，维生素K2像是菌群与肠道健康之间的一座“桥梁”，它的产量与类型会随菌群和环境而改变，进而影响炎症、免疫稳态以及相关疾病风险。
如何测量自身维生素K（K2）？
准确评估维生素K缺乏并不容易；即使借助最先进的检测手段，在人体生物样本中也很难准确确定其含量。维生素K可在血浆中测量，但由于其存在多种形式，且异常的脂质成分可能干扰结果，因此检测精度仍受限制。目前主要采用以下几种方法：
注：除非摄入量高，否则维生素K2在血液中通常非常低或难以检测，因此血液中的缺失并不总是意味着严重缺乏。
⑴ 直接测量—主要是色谱、质谱
色谱方法已成为直接测量维生素K的主流路线：先用液相色谱把不同K同系物分离，再用特定检测器（如荧光或质谱）定量。
在多种维生素K检测中，MS（质谱）成为首选的原因是它能更专一地区分多种同系物/同分异构体。不过局限仍存在：复杂样本前处理会影响回收率与结果一致性。
⑵ 不直接测K本身—功能性生物标志物
如果维生素K缺乏，会导致维生素K依赖的γ-羧化反应不足，于是相关蛋白以未羧化形式释放或检测到。
①未羧化的维生素K依赖蛋白
机制：维生素K缺乏 → Gla蛋白无法正常羧化 → 以未羧化形式释放。因此未羧化蛋白可作为替代定量靶点。
局限性：
-并非所有未羧化蛋白都会被分泌；
-表达升高可能压倒羧化系统；
-并非只有凝血相关Gla蛋白在健康人群都能100%羧化；
-时间因素/半衰期差异：不同凝血因子的半衰期不同，导致某些指标对轻度缺乏的敏感性与“出现时间窗口”不同。
②去羧前凝血酶—早期标志物，但敏感性较低
去羧前凝血酶（PIVKA II）是较早被用于维生素K状态评估的标志物，但敏感性较低。
③未羧化骨钙素—骨维生素K状态标志物
另一种评估骨相关维生素K状态的标志物是未羧化骨钙素。
局限性：
-总骨钙素含量不同个体差异大，所以“未羧化比例”可能更合适；
而且雌激素水平可能影响相关解读。
④未羧化-未磷酸化MGP—与血管/软组织钙化风险相关
MGP（矩阵Gla蛋白）与组织钙化调控相关，因此它更偏向“组织层面K效应”，但仍需结合检验方法与生理背景。
⑤尿液Gla残基（Gla残留浓度）— 维生素K膳食耗竭的敏感标志之一
对维生素K1膳食耗竭，尿液中Gla残留浓度是较敏感的标志物。对维生素K2缺乏的数据不足，尚未确定可靠的“界限值”。
通常需要24小时尿液采集（对依从性影响大）。
根据谷禾检测报告判断你的维生素K
谷禾肠道菌群检测通过分析你的肠道菌群组成与相关特征，可以在一定程度上提供关于你维生素K2状况的线索。
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⑴ 维生素K2相关功能的线索
谷禾报告通常会给出菌群组成/优势菌属，有时也会做功能预测（或与健康维度的关联解释）。你要做的是：
找到报告里与“维生素相关合成/代谢”、或与维生素K（K2）、或与脂溶性维生素代谢/发酵相关的描述。
⑵ 可能影响维生素K2吸收的环境
维生素K2是脂溶性，吸收强依赖脂质运输与胆汁环境。所以你的菌群报告里如果能看到：
•胆汁酸相关、脂质代谢相关的风险信号（如某些与胆汁代谢不良有关的表现）；
•导致吸收不佳的肠道状态（如消化吸收弱、炎症信号提示等）。
这部分能帮助解释：即便菌群“潜在供给”不错，你血/组织维生素K2也可能并不高。
⑶ 炎症/生态失衡解释“利用率”与长期效果
前面读到的维生素K2描述强调其可能涉及炎症相关过程。若谷禾报告提示菌群失衡或炎症倾向：
需要把策略从“只补维生素K2”转向“稳菌群生态 + 配合K2供给”，更符合系统性调节思路。
如何有效提高维生素K2水平？
由于维生素K2水平通常不会过高，所以我们这里只介绍在水平偏低时如何提升。具体可以从三个方向来入手，也就是围绕“补给 + 饮食 + 菌群生态位”这三方面展开：
首先在补给层面考虑提供与维生素K2相关的直接补充剂；其次在饮食层面，通过饮食结构与可发酵成分等因素提供合适的食物和发酵基础；最后在菌群生态位层面，结合菌群状态去理解并调整肠道内更利于相关功能发挥的生态环境。
维生素K的每日推荐摄入量因年龄、性别和生理状态而异。一般而言，成年男性每日需约120微克（0.12毫克），女性为90微克（0.09毫克），孕妇或哺乳期女性需75-90微克。婴幼儿及青少年需求量随年龄递增，从2微克到75微克不等。而饮食中的维生素K2摄入量平均约占维生素K总摄入量的25%。
⑴ 直接补充维生素K补充剂
常见策略是选：
•MK-7（长链，常用，半衰期通常更长）；
•或在特定场景选MK-4。
具体选哪种同系物，最好与你的目标（骨/血管/炎症倾向）和复测结果对齐。
用法策略（安全与可评估）：
先小幅、持续：连续用8–12周是比较常见的“观察窗口”；
复测同样指标：看浓度/同系物谱是否上升，以及你关心的功能读出是否改善。
药物干扰（非常关键）：
若你在用华法林或其他维生素K拮抗药：
不要自行开始/加量补K2；
必须由医生调整剂量，并加强INR监测；
这点直接关系安全性。
⑵ 饮食补充外源性维生素K2
饮食层面要抓两个点：
1.维生素K2的直接来源；
2.脂肪同食与吸收环境（因为K2脂溶性）。
不同食物中维生素K1和维生素K2的含量
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Zhang T,et al.Foods.2024
富含维生素K2的食物主要有以下几类：
①发酵食品（主要来源）：
纳豆（由芽孢杆菌发酵大豆制成）：含最高K2含量，尤其富含 MK-7（K1：321 ng/g；K2：10985 ng/g）。
酸菜：维生素K2的重要来源之一。
②发酵乳制品
奶酪：尤其陈年/发酵更久的类型。
酸奶：不同品牌/工艺差异很大，但可作为常规摄入。
③部分肉类和动物内脏
肉类中维生素K2在以下样本有较高含量（以微克/100克计）：
鸡肉：10.1
牛肝：11.2
肉末：7.6
牛肉：1.9
猪肝：1.8
④部分鱼类
鳗鱼：63.1 微克/100克（最高）；
比目鱼：5.3 微克/100克；
鲭鱼：0.6 微克/100克；
鲑鱼：0.6 微克/100克。
⑶ 调整饮食—改变菌群代谢环境和底物
饮食结构会通过改变肠道菌群在代谢过程中可获得的底物类型与供给方式，进而影响菌群代谢这些底物的效率与方向；在这样的变化之下，菌群产生维生素K2的过程也会随之受到影响。
建议的可执行食物结构：
主食优先全谷物：燕麦、糙米/胚芽米、全麦面包、藜麦等；
每天加入可发酵纤维：豆类（鹰嘴豆、扁豆、红豆等）、多种蔬菜（尤其叶菜之外），并适量藻类/菇类（按耐受选择）。
时间与频率：
建议至少持续8–12周再评估指标：菌群结构与代谢输出的改变通常不会在“几天内”立刻显现。
⑷ 菌群策略：补充益生菌
益生元（纤维）更像是“喂环境”，通常更稳妥。
也可以考虑直接补充枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、乳酸菌（Lactococcus lactis，Leuconostoc lactis，Leuconostoc mesenteroides）等能够代谢产生维生素K2的细菌。不过益生菌是否能提升K2同系物输出，取决于你的菌群背景与生态位是否匹配。
因此最好的做法仍然是：干预后复测K2或菌群结构，而不是只凭感觉。
维生素K2不仅参与传统的凝血过程，还与骨健康、心血管代谢、免疫炎症以及血糖控制等多方面息息相关。更关键的是，维生素K2在体内的“作用落点”，并非孤立存在——它离不开肠道菌群的持续参与与共同调控：一方面，肠道菌群能够合成并在一定程度上为宿主提供维生素K2相关物质；另一方面，菌群及其代谢产物会进一步塑造肠道局部环境，影响炎症水平与免疫稳态，从而左右炎症生态位与整体健康水平。
因此，在关注维生素K2时，更应该把视线延伸到肠道微生态与菌群结构。与其只纠结“要不要补维生素K2”，不如思考“为什么同样的补充效果在不同人身上可能不一样”。当菌群生态失衡、肠道环境不利时，维生素K2的摄入与利用可能难以充分发挥；而当饮食与生活方式为菌群提供合适的生存条件时，相关功能更可能在体内被更有效地启动。
维生素K2很重要，但菌群生态的健康状态同样决定了它在体内能否被更好地“用起来”。因此，除了饮食习惯以外，还要从更系统的生活方式入手——例如规律作息、适度运动、压力管理、减少过量饮酒和不必要的抗生素使用、保证充足睡眠等，帮助维持更有利的肠道环境与免疫稳态。或许正是这些协同作用，更能帮助降低疾病风险，提升整体健康水平。
注：本账号内容仅供学习和交流，不构成任何形式的医疗建议。
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谷禾健康
随着中央国务院关于《健康中国2030指导意见》、《 “十四五”国民健康规划的通知》、《国民营养计划(2017—2030年)》等重要文件的发布，人们对日常膳食营养的关注度和认知也越来越高。自己吃的是否健康？怎么样吃的更健康？已经成为国民关注的重中之重。
在现代社会，随着物质生活的极大改善，传统意义上由饥饿导致的营养不良问题已大幅减少。然而，新的营养挑战正在浮现：即便在食物丰富的情况下，人们仍可能面临营养不良的风险。这种现象的根源在于人们往往忽视了营养均衡的重要性，特别是微量营养素的摄入。
近日，哈佛大学研究团队在世界著名期刊《柳叶刀·全球健康》上发表一项重磅研究成果。
该研究团队分析了185个国家超70亿人的15种微量营养素的摄入量。调查数据得出：
在同一国家和同一年龄人群组中不足量的有:
碘、维生素 B12、铁和硒：女性高于男性
镁、维生素B6、锌、维生素C、维生素A、维生素B1和维生素B3：男性高于女性。
因此，本文基于柳叶刀调查的结果，我们按照微量元素缺乏率由高代顺序，依次与大家介绍这些大人群容易缺乏的微量元素是什么？参与哪些生理生化活动？缺乏或过量对人体有哪些影响？风险因素是什么?有哪些检测方法？如果通过饮食改善或预防缺乏？
最重要的，我们需要清楚地了解自身是否缺乏这些微量营养素，以及缺乏了该如何补充改善，怎样才能更好地吸收利用？希望本文的内容对你们未来的合理膳食和健康有帮助。
碘是世界上最常见的营养素缺乏之一，超过50亿人存在碘缺乏。
碘是正常甲状腺功能的必要矿物质，是甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)的重要组成部分。这两种激素对肝脏、肾脏、肌肉、大脑和中枢神经系统的功能至关重要。
碘对胎儿和儿童的神经发育、器官功能至关重要，并调节新陈代谢率，对心血管、免疫和生殖健康也有重要作用。
我国目前一般人群整体处于碘营养适宜的状态，但也存在碘缺乏和碘过量的问题。
特定人群如儿童、孕妇等可能存在碘营养缺乏的风险。
我国曾是世界上碘缺乏病流行严重的国家之一，自1995年实施普遍食盐加碘以来，碘缺乏病得到了有效控制，在2015年底实现了94.2%的县消除碘缺乏病的目标。
随着缺乏问题的缓解，碘过量的问题又凸显出来。
有研究指出，中国居民膳食碘摄入量较高的地区在内陆。
在水源性高碘地区，居民可能会受到高碘的危害，如甲状腺肿、亚临床甲状腺功能减退等。
根据《中国居民膳食营养素参考摄入量（2023版）》的建议：
0-0.5岁婴儿的适宜摄入量（AI）约为85微克/天。
0.5-1岁婴儿的AI约为115微克/天。
1-11岁儿童的推荐摄入量（RNI）为90微克/天。
12-14岁的RNI为110微克/天。
15岁（含）以上及成人的RNI为120微克/天。
孕妇的RNI为230微克/天。
乳母的RNI为240微克/天。
① 地理因素
某些地区的土壤和水中天然碘含量低，尤其是远离海洋的内陆地区和高山地区，这些地方的食物中碘含量普遍较低。
② 饮食因素
不食用或少食用富含碘的食物，如海产品(海鱼、海藻)和加碘盐。
素食者如果不注意摄入富含碘的植物性食物，可能会导致碘摄入不足。
③ 怀孕和哺乳期碘需求量增加
孕妇和哺乳期妇女对碘的需求增加，如果饮食中碘摄入不足，容易导致缺乏。
④ 环境污染
工业化进程中，大量的汞、氯和硫等元素的排放和使用，会干扰体内碘的吸收与代谢，使碘在体内的利用率降低。
⑤ 自身健康状况
某些健康状况或疾病（如甲状腺疾病）可能影响碘的吸收和代谢。
⑥ 药物因素
硫脲类抗甲状腺药物、四环素、磺胺类、咪唑类等药物会干扰碘的吸收和利用
碘缺乏症是最常见的营养素缺乏症之一，影响到世界上近三分之一的人口，而下列这些人群缺碘的风险更高。
高危人群：孕妇、胎儿、新生儿最容易出现碘缺乏症，因为碘在怀孕和生命早期的大脑发育和甲状腺功能中起着关键作用。
儿童也面临很高的风险，碘缺乏会损害生长、认知和运动功能。
生活在缺碘山区的人：一些内陆地区或高山地区的土壤和水中碘含量较低，导致当地居民容易缺碘。
素食者：如果饮食中缺乏富含碘的食物(如海产品)，素食者可能面临缺碘的风险。
不使用碘盐的人群：如果饮食中不使用碘盐，可能会增加缺碘的风险。
有甲状腺疾病的人：某些甲状腺疾病可能影响碘的吸收和利用。
碘缺乏会出现下面的一些症状，快来自查一下你是否存在碘缺乏。
碘缺乏的最常见症状是甲状腺肿大，也称为甲状腺肿。它还可能导致心率加快、呼吸短促和体重增加。
生长和神经发育受损
严重的碘缺乏可能导致智力迟钝和发育异常。怀孕期间和婴儿期缺碘可能会损害生长和神经发育，导致儿童认知和运动功能障碍。
妊娠期间严重缺碘可导致呆小症，这是一种以严重智力和身体发育迟缓为特征的疾病。
甲状腺功能障碍
碘缺乏可导致甲状腺功能障碍，包括甲状腺肿大和甲状腺功能减退（甲状腺功能低下）。
慢性碘缺乏可导致毒性结节性甲状腺肿和甲状腺功能亢进，因为甲状腺受到长期刺激。
围产期和婴儿死亡率增加
怀孕期间碘缺乏可能导致流产、早产、死产和先天性畸形。并且可能生下甲状腺功能减退的新生儿，影响婴儿的生长和神经系统发育。
免疫功能下降
碘缺乏可能削弱免疫系统，使机体更易感染疾病。
心血管问题
长期碘缺乏可能影响心血管健康，导致心率减慢和血压异常。
◮ 大部分碘会进入甲状腺
膳食中的碘在小肠中被吸收，以碘化物(I−)的形式进入血液循环，然后通过Na+/I−同向转运体(NIS)清除，进入甲状腺，在甲状腺中，碘在滤泡细胞中浓缩为I2，用于甲状腺激素的生物合成。
它还被转运到乳腺等其他组织，为新生儿提供I−或由肾脏清除。在甲状腺功能正常的成年人中，甲状腺含有约70%–80%的身体I2 ，而I2的吸收量因营养状况的不同而有很大差异。
注：除了钠/碘同向转运体(NIS)之外，在肠道中，碘还可以通过钠多维生素转运体(SMVT)和囊性纤维化转运体(CFTR)吸收，不过，吸收程度很小。
◮ 垂体促甲状腺激素刺激碘代谢
垂体促甲状腺激素（促甲状腺激素(TSH)）刺激甲状腺碘代谢的各个阶段，包括NIS介导的碘转运到甲状腺，以及甲状腺素(T4)和三碘甲状腺原氨酸(T3)的合成和分泌。大约90％的不必要的I−通过尿液排出，其余10％通过粪便和汗液排出。
◮ 影响碘吸收的因素
其他微量元素：日粮中的钙会妨碍碘的吸收，抑制甲状腺素的合成，加速碘的排出；磷与碘具有协同作用，但钙和镁会阻碍碘的吸收，当饮食中钙、氟、镁离子较多时，会妨碍碘的吸收。
硫氰酸盐：食物中的硫氰酸盐（如木薯、玉米等）在胃肠道逆转化为硫氰酸根，竞争性地抑制碘离子向甲状腺输送，使碘排出增多。
低蛋白、低能量：低蛋白、低能量可使血清中T3、T4、血浆蛋白结合碘(PBI)降低，血清促甲状腺素(TSH)升高，促使酷氨酸分泌减少，降低碘的有机化。
◮ 健康的肠道菌群支持正常的甲状腺功能
健康的肠道菌群可支持免疫系统并确保碘等必需微量营养素的供应，从而对甲状腺功能产生积极影响。
◮ 菌群失调会导致碘代谢异常
肠道菌群失调或不平衡常见于桥本甲状腺炎和格雷夫斯病等自身免疫性甲状腺疾病(AITD)，并且可以通过改变营养吸收来影响碘代谢。
在炎症性肠病(IBD)中，已经观察到肠道菌群多样性降低，厚壁菌门和拟杆菌门丰度降低。碘吸收不良是IBD的常见后果，反之亦然，表明二者之间存在相互关系。
一篇论文展示了肠道菌群在调节大鼠碘吸收中的作用：与传统饲养的大鼠相比，用卡那霉素(一种可降低大鼠体内细菌总数的抗生素)治疗的动物在治疗3小时以及治疗42和72天后碘吸收量降低。
谷禾健康经过多年检测实践和与临床的合作，已经积累了超过2000例的甲状腺患者肠道菌群样本，从初步的研究结果看，甲状腺功能减退症和碘吸收异常患者有明显的肠道菌群特征。
碘缺乏症的全球性要求维持和加强碘营养监测计划。那么目前有哪些方法可以评估人体的碘含量呢？
① 测定尿液中的碘水平
世界卫生组织将碘缺乏症的指标从甲状腺肿患病率改为尿液中位碘排泄水平，即近期碘摄入量的主要指标，这一关键决定大大提高了患病率数据的准确性。然而，由于个人每天的碘摄入量都不同，对尿液碘值的解释需要谨慎。
② 尿碘/肌酐比
另一种方法是根据年龄和性别调整碘/肌酐比，这比基于每升浓度的随意报告更为准确，但可能导致在蛋白质摄入量低(尿肌酐低)的情况下估计过高，在肌酐排泄量高的情况下估计过低。
③ 血清TSH和血清甲状腺球蛋白
血清促甲状腺激素(TSH)和血清甲状腺球蛋白(Tg) 是碘状态的互补“功能性”生化指标，反映了对营养状态的中期反应。
然而，虽然TSH是新生儿碘状态的敏感指标，但它对年龄较大的儿童和成人相对不敏感，特别是在存在边缘碘缺乏的情况下。
•海产品，包括海带、海藻、深海鱼类(如三文鱼、金枪鱼、鳕鱼)、海虾、海蟹、蛤干、干贝、海参等，这些食物不仅含碘量高，而且易于吸收，是补充碘的良好选择。
•肉类：牛肉、猪肉、鸡肉等肉类食物，通常也含有一定的碘元素，适量食用可为身体补充一定的碘。
•乳制品和蛋类，牛奶、奶酪和酸奶等乳制品通常含有一定量的碘。鸡蛋，尤其是蛋黄，含有碘。
•碘盐，使用碘化食盐是许多国家预防碘缺乏的有效措施。
•水果和蔬菜，如柑橘类水果(橙子、柠檬)、葡萄、草莓、苹果、梨、香蕉以及菠菜、花椰菜、胡萝卜、芹菜、茄子、土豆、洋葱等，虽然碘含量相对较低，但适量食用仍能为身体补充一定的碘元素。
缺铁也是世界上常见的微量营养素缺乏症，超过40亿人的铁摄入不足，尤其是在婴儿、儿童、青少年和妇女中。
全球缺铁情况估计值
doi.org/10.1016/B978-0-12-802861-2.00002-X
（A）15-49岁孕妇；（B）6-59个月婴儿和儿童
铁是一种人体必需的矿物质。它是红细胞的一个重要组成部分，它与血红蛋白结合，将氧气输送到你的细胞。铁在新陈代谢和免疫防御中都起着重要作用。
缺铁会导致贫血、疲劳、免疫系统减弱和大脑功能受损、宿主发育迟缓等。
一般我们常见的缺铁，主要是以下几个原因：
① 铁摄入不足
这很好理解。我们的身体不能制造铁，需要从食物中获取。如果你每天摄入的铁量没有达到身体需要的量，就会出现缺铁。
② 铁需求增加
快速生长会增加铁需求，因此儿童、孕妇和哺乳期女性更可能缺铁。此外，进行耐力锻炼的人更容易患低铁症。
③ 铁流失过多
出血和失血会增加铁的流失，包括：月经出血、分娩、溃疡、痔疮、因受伤或手术而出血、献血等。长期使用消炎药(布洛芬、萘普生、双氯芬酸)会增加肠道出血的可能性。
需要注意的是，缺铁性贫血的一个常见且常被忽视的原因是月经过多。随着时间的推移，这种缓慢的血液流失通常会导致铁流失过多。
④ 铁隔离
在慢性炎症性疾病中也会出现缺铁，例如自身免疫性疾病、慢性感染、慢性肾病或癌症。因为铁对病原体和癌细胞的生长很重要，所以当发生感染或炎症时，身体会试图通过锁定铁来抑制病原体或恶性细胞的生长。
受感染或炎症影响的组织会释放降低铁血水平的细胞因子，从而导致贫血的发展。
⑤ 铁吸收不足
消化系统的疾病会降低铁的吸收，包括：乳糜泻、炎症性肠病、胃炎、幽门螺杆菌感染、小肠细菌生长过度等，此外，减肥手术也会减少营养吸收，包括铁。
铁吸收不足的其他原因包括大量摄入抑制铁吸收的食物或药物，包括：植酸盐（全谷物、豆类）、多酚（茶、咖啡、葡萄酒）、抗酸药、H2受体阻滞剂、四环素或消胆胺等药物等。
⑥ 肠道菌群紊乱，病原菌定植
还有一个很重要的我们可能会忽略的因素，就是菌群。大肠杆菌、铜绿假单胞菌、肺炎克雷伯菌、金黄色葡萄球菌和结核分枝杆菌。这些病原菌的定植会与宿主进行铁的竞争吸收，同时诱发肠道炎症，改变肠腔环境，影响菌群构成，进一步导致缺铁加剧。
学龄前儿童：这个数字在学龄前儿童中上升到47%。除非给他们提供富含铁或强化铁的食物，否则他们非常可能缺乏铁。
月经期妇女：大约30%的月经期妇女由于每月失血过多也可能缺乏，高达42%的年轻孕妇也可能缺乏。
素食主义者：此外，素食者铁缺乏的风险增加，因为他们只摄入非血红素铁，而非血红素铁的吸收率不高。
贫血是缺铁最常见的危害
缺铁最常见的后果是贫血，据估计，女性贫血平均有50%是由于缺铁引起的，孕妇这一比例上升至60%，儿童约为42%。
由于贫血氧气输送能力下降，会出现呼吸困难(气短)和静息时心输出量增加、心血管压力增大等症状。
疲劳和身体虚弱
缺铁通常与疲劳、身体耐力下降和嗜睡有关，即使没有贫血。
认知和心理影响
注意力、专注力和记忆力下降等认知障碍与缺铁有关。此外，情绪低落、焦虑和烦躁等症状也很普遍。
异食癖
缺铁会导致异食癖，尤其是食冰癖(渴望和咀嚼冰块或其他冰冻食物)，这与铁含量低密切相关。
不安腿综合症(RLS)
研究发现缺铁与不安腿综合征之间存在密切联系，补铁可改善症状。
免疫功能和感染风险
缺铁会损害免疫功能，特别是T细胞免疫，使人更容易受到感染。
头发和指甲的变化
缺铁患者还报告了脱发和指甲纹理变化等身体症状。
◮ 血红素铁吸收率更高
•血红素铁：这种铁的吸收率非常高。它只存在于动物性食物中，在红肉中含量特别高。
•非血红素铁：这种类型的铁在动物和植物食物中都有，比较常见。它不像血红素铁那样容易被吸收。
血红素铁和非血红素铁通过两种不同的途径吸收，血红素铁被十二指肠刷膜边缘的血红素载体蛋白1(HCP1) 吸收。
非血红素铁通常呈三价铁形式，不具有生物利用度，必须通过十二指肠细胞色素b(DCYTB)将其还原为二价铁形式，然后再由二价金属转运蛋白(DMT1)转运到十二指肠刷膜上。
肠上皮细胞对非血红素铁的吸收
肠道内的微生物群可能与宿主竞争可用铁，也可能通过其他方式促进或抑制铁的吸收。
◮ 一些细菌可以直接利用铁
细菌可以通过分泌铁载体摄取Fe3+。铁载体是一种Fe3+特异性的螯合剂，对Fe3+具有超强的络合力。而大多数革兰氏阳性菌存在直接吸收血红素而获得铁元素的转运系统。
除此之外，细菌也可以产生分泌的或位于膜上的铁还原酶，将Fe3+还原成更容易溶解的Fe2+形式，并通过Feo、Yfe、Efe等转运系统来摄取Fe2+。
◮ 部分菌群调节肠道环境有助于更好地吸收铁
许多食物基质中的非血红素铁与抑制剂(例如多酚、纤维或植酸盐)相连，这些抑制剂可以被专用细菌酶降解，从而更好地吸收铁。
细菌还可以通过发酵饮食中的不可消化碳水化合物来产生短链脂肪酸，这会降低管腔pH值，从而将三价铁还原为二价铁，从而提高其被细菌和宿主的吸收。
其他一些有机酸(例如乳酸)是由许多细菌产生的，存在于整个消化道中。酸化的肠道环境还可以降解螯合微量营养素的复合物并促进铁的吸收。
特定的微生物代谢物，如羧酸，还可以通过防止肠道中的铁沉淀来增强铁的吸收。
◮ 一些肠道菌群代谢物会抑制铁的吸收
但是需要注意的是，还有研究发现肠道微生物群产生的代谢物会抑制缺氧诱导因子(HIF-2α)（肠道铁吸收的主要转录因子）并增加铁储存蛋白铁蛋白，从而导致宿主肠道铁吸收减少。
这可能是肠道微生物群通过抑制肠道HIF-2α活性和上调铁转运蛋白(FPN)表达来调节宿主全身铁稳态，有效防止全身铁过载。
评估缺铁的生化测试包括血清总铁、总铁结合能力(TIBC)、转铁蛋白、可溶性转铁蛋白受体(sTfR)、血清铁蛋白和红细胞锌原卟啉。
① 测定血红蛋白
血红蛋白是评估铁状态最常用的参数，因为它简单易用。然而，当单独使用时，它缺乏特异性，因为它受维生素B12和叶酸状态以及感染和血红蛋白病的影响。
② 测定血清铁蛋白
血清铁蛋白被认为是检测早期缺铁的较好生物标志物。然而，作为一种急性期反应物，其血清浓度受炎症状态影响，并可能因长期饮酒而升高，从而限制了其在缺铁性贫血(IDA)诊断中的实用性。
③ 测定血浆铁(PI)/总铁结合能力
血浆铁(PI)/总铁结合能力(TIBC)比值反映转铁蛋白饱和度，可通过在自动化平台上常规分光光度法分析的PI和TIBC轻松获得。
直接测量转铁蛋白已被提议作为一种更好的生物标志物，并且已经开发出自动化免疫化学方法，但在临床实验室中应用并不广泛。最近描述了一种使用合成转铁蛋白肽的LC-MS/MS方法用于测量血清转铁蛋白。它可以成为参考方法的基础，从而提高免疫学方法的准确性。
④ 测定可溶性转铁蛋白受体(sTfR)
可溶性转铁蛋白受体(sTfR)测量是最近描述的一种铁状态评估方法，通常可以区分缺铁性贫血(IDA)和慢性病性贫血(ACD) ，尤其适用于识别同时患有炎症性疾病（其中铁蛋白(一种急性期蛋白)增加）的患者的IDA。
⑤ 红细胞锌原卟啉
红细胞锌原卟啉是血红素合成异常的产物，在无并发症的铁缺乏症(缺铁性红细胞生成)的初步筛查中特别有价值，并且与sTfR一起用于在排除铅中毒(如今很少见)时监测补铁疗法。
低成本和能够用即时血荧光计直接测量一滴血中的红细胞锌原卟啉/血红素比率是该检测的主要优点。然而，自动化检测的困难限制了它在中心临床实验室中的使用。
⑥ 含铁血黄素
最后，可以检查骨髓以评估网状细胞中的含铁血黄素含量。然而，这种技术是侵入性的、半定量的、依赖观察者的，不能在临床病理实验室中常规使用。
考虑到缺铁对人体健康影响重大，因此实施适当的策略来解决这一问题至关重要。
最常见的策略是食物中的铁补充、益生菌、益生元、铁药物补充剂等方法。
◮ 富含铁的食物
前面我们知道，膳食铁有两种形式：血红素和非血红素。血红素铁具有较高的生物利用度，而非血红素铁的吸收要低得多。
血红素铁主要存在于以下食物中：
•红肉，尤其是牛肉，是血红素铁的重要来源，每 100克牛里脊肉含有约3毫克血红素铁；
•血液制品，例如猪血和鸭血，含有极其丰富的血红素铁，每100克含9.2至15.4毫克；
•内脏，尤其是肝脏，是血红素铁的极佳来源。例如，每100克猪肝含有约2.3毫克血红素铁；
•某些贝类，如青口贝、蛤蜊和牡蛎，也富含血红素铁，每100克含4.0至9.1毫克。
非血红素铁：
•豆类，如大豆、蚕豆。食用豆类是非血红素铁的重要来源；
•种子和坚果，芝麻和南瓜子是非血红素铁的良好来源；
•深色多叶蔬菜，西兰花、甘蓝和菠菜含有丰富的铁，此外韭菜、芹菜、黑木耳、豆芽等也含有一定的铁含量；
•全谷物，如燕麦、藜麦、糙米；
•鱼类，鳕鱼、鲤鱼、鲑鱼等鱼类中也有一定的非血红素铁。
◮ 维生素C：促进铁的吸收
特别注意的是，维生素C可以促进铁的吸收。与富含铁的食物一起吃富含维生素C的食物，像冬枣、柑橘、猕猴桃、草莓、西红柿等都含有丰富的维生素C，可以帮助你最大限度地吸收铁。
◮ 铁补充剂
不同形式的铁补充剂补充铁以亚铁和铁的形式存在。由于铁形态必须在体内转化为亚铁形态以供吸收，因此亚铁形态更具生物利用度。
常用的口服亚铁补充剂包括：
•柠檬酸亚铁
•硫酸亚铁
•葡萄糖酸亚铁
•铁琥珀酸亚铁
•氨基酸螯合物(如双甘氨酸铁、天冬氨酸铁)
•血红素铁
◮ 益生菌
一些益生菌可以产生乳酸，这可能会降低pH值，从而增加铁的溶解度，帮助其吸收。
例如，植物乳杆菌 299v 有助于预防缺铁性贫血。这种益生菌可以改善活跃的高加索欧洲人的膳食非血红素铁吸收。
发酵乳杆菌是人类微生物群中的一种主要益生菌，具有显著的铁还原活性。对羟基苯乳酸是该菌株产生的代谢物，通过DMT1转运体将Fe3+还原为Fe2+来增加肠细胞对铁的吸收。
◮ 益生元
益生元是功能性食品成分，可刺激肠道中有益细菌的生长和定植，最终改善身体健康。
几项研究将益生元或合生元的摄入与铁可用性的增加联系起来，主要是通过将Fe3+转化为Fe2+（由于它们的铁还原活性），并促进肠细胞对铁的吸收。
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特别提醒
除非你真正需要，否则绝不应该补充铁，因为过多的铁可能非常有害。
钙对你身体的每个细胞都是必不可少的。它能使骨骼和牙齿矿化，特别是在快速生长的时期。除其结构功能外，钙还参与多种生命功能，包括受精、血液凝固、肌肉收缩、神经冲动传递、分泌活动、细胞死亡、免疫反应、细胞分化和酶活化。
获得和保持所需的钙量对于儿童骨骼的发育、强度和密度以及预防老年人的骨质流失和骨质疏松性骨折至关重要。充足的钙摄入量还有助于降低患高血压、高胆固醇血症、结肠癌、肾结石和腹部肥胖等各种慢性疾病的风险。
世界卫生组织(WHO)建议，年轻人的每日推荐钙摄入量(RDI)为1000毫克/天，65岁以上男性、绝经后女性和9至18岁的儿童的每日推荐钙摄入量为1300毫克/天。
然而之前的一项调查发现，只有不到15%的少女、不到10%的50岁以上的妇女、不到22%的少年和50岁以上的男子符合建议的钙摄入量。虽然目前这些数字略有增加，但大多数人仍然没有获得足够的钙。最新的研究表明，全球人口有超50亿存在钙不足(占66%)。
钙缺乏症是影响各类人群的全球健康问题，对骨骼健康和其他生理功能有重大影响。了解钙缺乏的原因对于制定有效的干预措施和政策以减轻其影响至关重要。
① 饮食摄入不足
世界上大约一半的人口无法获得足够的膳食钙，其中低收入和中等收入国家面临的风险最大，尽管高收入国家中的许多人也没有达到推荐摄入量。
对于儿童来说，钙摄入不足是缺钙的主要原因，而生长和骨骼发育对钙的需求较高，则加剧了缺钙现象。
② 生理和代谢因素
成人缺钙通常是由于钙通过肠道、肾脏和皮肤流失，而无法通过饮食摄入得到补偿。
在绝经后妇女中，尿钙流失增加和钙吸收不良导致钙缺乏和骨质疏松症。
③ 维生素D缺乏症
维生素D缺乏会导致钙吸收受损，从而导致钙缺乏症和佝偻病和骨软化症等相关疾病。
④ 荷尔蒙影响
激素变化，如绝经后女性的雌激素水平下降，会增加骨质吸收和钙质流失，加剧钙缺乏症。
此外，甲状旁腺激素(PTH)和骨化三醇水平因缺钙而升高，导致骨吸收以维持血钙水平。
⑤ 遗传和健康状况
影响矿物质代谢的遗传、先天或后天性疾病可能导致儿童继发性钙缺乏症。
⑥ 环境和生活方式因素
缺乏日光照射导致维生素D不足，以及含有钙结合剂（例如磷酸盐、草酸盐）的饮食习惯会损害钙的吸收。
老年人：老年人由于钙和维生素D摄入量低、日照时间短、肠道吸收能力下降、肾功能下降等因素，特别容易出现钙缺乏症。
绝经后的女性：由于雌激素水平下降，骨质流失加快，容易导致钙缺乏。
孕妇和哺乳期妇女：由于胎儿和婴儿对钙的需求增加，母体可能会出现钙不足。
素食者：如果饮食中缺乏富含钙的植物性食物，可能会导致钙摄入不足。
乳糖不耐受者：由于无法摄入乳制品，可能会导致钙摄入不足。
青春期青少年：由于快速生长发育，对钙的需求增加，如果饮食中钙摄入不足，容易缺钙。
长期服用某些药物的人：如长期服用类固醇药物，可能会影响钙的吸收和代谢。
患有某些疾病的人：如甲状旁腺功能亢进、肾病或胃肠道疾病，可能会影响钙的吸收和利用。
钙缺乏症的症状和健康危害主要包括以下几个方面：
骨折、骨质疏松症
当钙摄入量低或钙吸收不良时，就会发生骨吸收，骨骼中储存的钙用于维持正常的生物功能。长期钙缺乏会导致成年人骨质疏松，增加骨折的风险，尤其是绝经后女性和老年人。
佝偻病
更为严重的饮食性缺钙的症状包括儿童的软骨(佝偻病)，钙缺乏会影响儿童骨骼生长和发育，表现为骨骼畸形、生长迟缓等。
某些疾病和特定饮食，如素食，可能会导致钙缺乏。炎症性肠病患者也需要补钙，尤其是使用皮质类固醇/糖皮质激素的患者。
妊娠期并发症
除了骨骼健康之外，孕妇钙缺乏可能增加患妊娠期高血压疾病、早产、低出生体重等妊娠并发症的风险。补钙最有据可查的好处之一是显著降低孕妇先兆子痫和产妇发病率以及早产的风险。
其他健康影响
钙缺乏还可能与其他健康问题有关，如牙齿问题、肌肉痉挛、心血管疾病、情绪不稳定等。
对于非妊娠成人，补钙可能对降低血压有轻微作用，尤其对于年轻人。补钙还与胆固醇代谢的有利变化有关，包括低密度脂蛋白的减少和高密度脂蛋白的增加。
钙以离子形式(即Ca2+)在胃肠道中吸收。肠道钙吸收是维持Ca2+稳态的重要过程，并通过两种不同的运输机制进行：跨细胞主动饱和转运和旁细胞被动不饱和转运。
◮ 钙的跨细胞主动转运
跨细胞运输发生在十二指肠和空肠上段，受维生素D刺激，包括三个基本步骤：
(1)钙进入细胞（通过正电化学梯度）；
(2)扩散；
(3)从细胞中排泄。
一旦进入细胞，钙就会被转运到基底侧膜，与缓冲蛋白钙结合蛋白-D9K(CaBP-9K)结合，该蛋白对 Ca2+有很高的亲和力。另一种钙结合蛋白钙调蛋白可能有助于钙在细胞内的易位，但其作用程度不如钙结合蛋白-D9K。
钙通过位于基底侧膜的钙泵ATPase(PMCA1)和钠钙交换器(NCX1)的作用从上皮细胞挤出到间质空间。PMCA1对钙的吸收至关重要，在人体中，它存在于十二指肠、回肠和结肠中。PMCA1活性受钙调蛋白(CaM)、钙结合蛋白-D28K(CaBP-28K)和钙调节。
◮ 钙的旁细胞被动扩散
钙的旁细胞被动扩散主要发生在小肠中，该扩散不可饱和且不依赖于维生素D；随着钙摄入量的增加，通过旁细胞扩散的吸收增加，当钙摄入量高时，旁细胞吸收占主导地位。
旁细胞吸收通过整个小肠的紧密连接发生，紧密连接是存在于肠细胞顶端区域的细胞间结构，可调节离子和分子的旁细胞运输，而肠道微生物群对于紧密连接的构成至关重要。
◮ 当钙摄入不足时，骨骼会释放出钙进而引起骨质疏松
血液中的钙浓度受到严格的调节，任何多余的钙都会储存在骨骼中。如果你的摄入量不足，你的骨骼就会释放出钙。
这就是为什么缺钙最常见的症状是骨质疏松症，其特点是骨骼更软、更脆弱。
健康人的血钙维持在一个相对稳定的水平，主要依靠血液与细胞外液之间钙代谢的快速交换与平衡，而调控骨骼、肠道、肾脏等重要器官和核心环节的大型钙库则受钙调节因子的控制。例如经典的钙调节因子1，25-二羟基维生素D3。
维生素D3首先在肝脏中羟基化生成25-羟基维生素D3，然后在肾脏中经1α-羟化酶作用生成活性最强的1，25-二羟基维生素D3。活性维生素d3通过增加肠道钙吸收、减少肾脏钙排泄、调节骨代谢等作用而升高血钙。
◮ 肠道微生物可以影响钙调节因子水平
已有多项研究调查了不育小鼠血浆中25-羟基维生素d3和1,25-二羟基维生素d3水平非常低，而不育小鼠在植入肠道微生物群 2周后血清钙水平恢复至正常水平。
在一项临床试验中，参与者被给予NCIMB 30242罗伊氏乳杆菌胶囊后，服用益生菌胶囊的患者25-羟基维生素d3水平较服用安慰剂胶囊的对照组显著升高。
◮ 短链脂肪酸有助于增强钙的吸收
肠道微生物群还能产生短链脂肪酸(SCFAs)。实验证明，SCFAs的存在可以增加小鼠结肠腔内钙的转运，而单独用盐酸处理并不能增加钙的转运，SCFAs可能通过其他机制促进钙的吸收。
SCFAs是肠黏膜细胞的重要能量供应者，尤其是丁酸，是结肠和盲肠黏膜细胞所青睐的。所以SCFAs能促进肠道细胞生长，增加肠道吸收面积，从而增强钙的吸收。
此外，丁酸可以诱导骨调节T细胞的形成，进而达到甲状腺激素诱导的骨代谢，降低血钙的目的。
◮ 维生素D与肠道微生物群共同作用调节钙吸收
维生素D是人体唯一能合成的维生素，其来源主要是皮肤在太阳紫外线照射下合成的维生素D，其次是天然食物。维生素D与肠道微生物群相互作用，共同作用于机体对钙的吸收。
肠道菌群的组成可因维生素D状态或暴露而变化，维生素D摄入量与普氏菌的丰度相关，与拟杆菌呈正相关。另一方面，有数据支持菌群也影响维生素D代谢，一些细菌表达参与类固醇羟基化的酶，因此它们可以加工和激活维生素D。细菌CYP105a1（苍白链霉菌）可以通过两个独立的羟基化反应将维生素D3转化为1,25(OH) 2 D3，这表明细菌功能相当于维生素D代谢酶。
维生素D对机体钙平衡的调节作用是通过调节肠道、肾脏对钙的吸收，以及骨的成骨、破骨细胞生成过程来实现的，能促进小肠黏膜对钙的吸收。有研究表明，当维生素D由不足转为正常时，肠道对钙的主动吸收增加45～65%，而血清25-羟基维生素D低于30ng/ml时，肠道对钙的吸收明显降低。
① 饮食评估
膳食钙摄入量是广泛使用的钙状态测量指标，可用于得出人口状态指标(例如，摄入量充足或不足的个体比例；平均摄入量)。膳食评估方法可分为间接方法(如食物平衡表)，利用二手数据估计国家和家庭层面可供消费的食物，以及直接方法(如24小时回忆)，从个人收集原始膳食数据。
② 离子钙测量
直接测量离子钙(Ca2+)被认为是评估真实钙状态的黄金标准，因为它不受白蛋白等血清蛋白的影响。重症监护室通常使用血气分析仪进行离子钙测量，但其成本较高，且需要及时处理样品，因此受到限制。
③ 测量血清中的总钙
总钙通常用作一线检测，使用原子吸收光谱法的标准化参考方法可以准确测量血清中的总钙，但它们没有考虑离子钙。通常需要根据白蛋白或总蛋白进行调整才能估算离子钙。然而，这些调整通常与直接离子钙测量值不一致，可能无法准确反映真实的钙状态。
④ 骨量测量
虽然骨量测量结果与近期膳食钙摄入量没有很好的相关性，但它们反映了长期钙的充足性，并受整体钙状态的影响。
⑤ 空腹尿钙：肌酐比率
这种方法有望成为一种简单且廉价的指示近期钙状态的方法，尽管目前尚未广泛使用。
◮ 摄入高钙食物
摄入富含钙的食物是满足每日钙需求的最佳方式。
-高钙食物包括乳制品(牛奶、酸奶、奶酪)；
-深海鱼类，深海鱼的含钙量比普通的鱼肉要高，虾皮含钙量高达991毫克/百克；
-蛋类，鸡蛋、鹌鹑蛋、甲鱼蛋等蛋类也含有丰富的钙元素；
-坚果，例如榛仁含钙达815毫克/百克；
-一些蔬菜，例如紫衣甘蓝、西兰花、香菇、木耳等食物也含有较多的钙。
◮ 使用钙补充剂
对于无法从饮食中摄取足够钙质的人，可能需要补充钙质。常见的钙质包括碳酸钙和柠檬酸钙，后者更容易被吸收。补充剂应根据个人需求量身定制，通常每天约500毫克，以补充饮食摄入量并达到推荐的每日摄入量。
钙与维生素D结合补充可增强钙的吸收，并具有其他健康益处，例如改善血脂状况并降低老年人的骨折风险。
注：建议每日摄入1000-1200毫克钙和800国际单位(IU)维生素D，尤其是对于老年人。
◮ 适当运动、晒晒太阳
运动不仅可以增强自身体质，还可以在户外增加晒太阳的时间，适当的阳光照射是皮肤合成维生素D的重要来源，对钙的吸收都有益处。
◮ 不吸烟、少喝酒
吸烟会增加肺癌的患病率，还有可能成为缺钙的重点人群。少喝酒，少摄入咖啡因。酒精和咖啡因会影响钙的吸收，也是造成骨质疏松的不可忽视的因素。
镁是人体内含量第四多的元素(Ca²+>K+>Na+>Mg²+)，也是人体内细胞中含量第二多的阳离子，仅次于钾。
★ 镁在许多生理功能中发挥着重要作用
doi: 10.3390/nu13041136.
–MgATP复合物是许多酶活性所必需的。一般来说，Mg2+在所有涉及ATP利用和转移的反应中都起辅助因子的作用，包括细胞对生长因子的反应和细胞增殖，因此几乎参与了细胞中的每个过程。
–Mg2+是DNA和RNA聚合酶保持正确结构和活性所必需的，在DNA复制、RNA转录和蛋白质形成过程中必不可少，从而参与控制细胞增殖。此外，Mg2+对维持基因组和遗传稳定性至关重要，鉴于这些影响，Mg2+可用性低可能与癌症的发展有关。
-血清Mg2+浓度与骨代谢密切相关，骨表面Mg2+不断与血液中的Mg2+进行交换。此外，Mg2+会诱导成骨细胞增殖。
-Mg2+参与控制许多组织中某些离子通道的活性。这些能力与镁对心血管系统、肌肉和大脑的影响有关。
-神经元镁离子浓度会下调N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体的兴奋性，而这种受体对于学习和记忆中的兴奋性突触传递和神经元可塑性至关重要。出于这些原因，人们推测许多神经系统疾病都与Mg2+缺乏有关，例如偏头痛、癫痫、阿尔茨海默病、帕金森病和中风，以及焦虑和抑郁。
在普通人群中，镁缺乏症并不少见，并且男性的镁缺乏量要大于女性，因为雌激素会增强镁的利用率，有利于组织对镁的吸收。但由于不同原因和情况，习惯性摄入镁不足或过度流失会导致镁缺乏。
① 膳食摄入和不健康饮食
相当一部分人的镁摄入量未达到平均水平，这主要是由于现代西方饮食中镁含量低。此外，过去一个世纪里，蔬菜中的矿物质含量大幅下降，人们的蔬菜摄入量也减少，导致膳食中镁的摄入量降低。同时研究表明加工食品会阻碍镁的吸收。
② 胃肠道的pH值影响吸收
镁形式(无机盐、有机盐、螯合物等)的溶解度是一个重要因素，溶解度增加与吸收增加相关。胃肠道的pH值会影响镁形式的溶解度，pH值较低时镁的溶解度增加。而pH升高时，镁的吸收变得越来越困难。胃肠道中产生短链脂肪酸的细菌减少，可能会导致镁的吸收减少。
③ 药物的使用
某些药物，如利尿剂和质子泵抑制剂，可能导致镁缺乏。常用的质子泵抑制剂奥美拉唑影响体外被动运输。奥美拉唑通过使管腔酸度升高，抑制了镁的被动吸收。
④ 雌激素的水平
性别也会影响镁的状态，因为雌激素会增强镁的利用率，有利于软组织和硬组织对镁的吸收。年轻女性的镁保留能力比年轻男性更好，尤其是在排卵期或服用口服避孕药期间，此时雌激素水平最高。
⑤ 胃肠道和肾脏疾病
由于各种潜在的健康状况和治疗，住院患者，尤其是重症监护病房的患者，经常会缺乏镁。胃肠道和肾脏的流失是导致镁缺乏的重要因素。影响这些系统的疾病会导致镁排泄增加。
老年人：老年人从肠道吸收的镁较少，而由于肾脏排泄增加，镁流失较多，慢性镁缺乏症在老年人中确实很常见，通常是由于饮食摄入和肠道吸收减少所致，并且可能因雌激素缺乏而加剧，雌激素缺乏发生在老年女性和男性身上并导致高镁尿症。
患有胃肠道疾病的人：如克罗恩病、炎症性肠病和乳糜泻。特别是，除了乳糜泻导致的吸收效率低下之外，无麸质饮食还发现缺乏纤维和微量营养素，如镁。因此，患有乳糜泻的人是特别容易受到镁缺乏症的影响。
酗酒的人：酒精会影响肠道，并导致肠道吸收不良。乙醇还会导致近端肾小管功能障碍，增加尿镁流失。
使用一些药物的人：正在接受药物治疗(如利尿剂、质子泵抑制剂、他克莫司、免疫抑制剂、化疗药物和一些磷酸盐类药物)的人。
过去30年来，多项实验、临床和流行病学研究表明，慢性镁缺乏与多种疾病有关，或会加重这些疾病。
急性低镁血症
急性低镁血症具有明显的临床特征（严重痉挛、眼球震颤、心律失常等），并且易于检测。相反，亚临床或慢性镁缺乏症经常被低估，因为它反映的是细胞和骨骼内镁含量的降低，而不是细胞外镁含量的降低。
糖尿病
镁能诱导胰岛素受体的自身磷酸化，并调节这些受体上的酪氨酸激酶活性，从而起到胰岛素增敏剂的作用。多项研究报告称，细胞内镁水平降低会导致胰岛素抵抗增加。
骨质疏松症
镁缺乏可能是骨质疏松症的一个危险因素。研究发现，膳食镁、骨矿物质密度(BMD)和降低骨质疏松症风险之间存在正相关。
心血管疾病
越来越多的流行病学研究、随机对照试验和荟萃分析证据表明，镁摄入量与心血管疾病(CVD)呈反比关系。事实上，高镁摄入量与主要心血管风险因素(如高血压和糖尿病)、中风和总CVD的发生概率降低相关。此外，缺血性和冠心病风险降低与循环中镁含量较高有关。
癌症
多项流行病学研究表明，缺乏镁的饮食会增加患癌症的风险。镁是参与DNA修复机制的酶辅因子，在维持基因组稳定性和保真度、调节细胞周期进程、细胞增殖、分化和凋亡方面发挥着重要作用。镁缺乏会导致DNA突变，从而导致肿瘤发生以及癌症的风险和预后。此外，最近有报道称镁对化学致癌作用具有保护作用。
神经系统疾病
一篇文献非常详尽的总结了关于镁在预防和辅助治疗最常见的神经系统疾病方面所起的作用，镁缺乏可能导致偏头痛、中风、癫痫、阿尔茨海默病和帕金森病，以及常见的焦虑和抑郁并发疾病。
Mg2+主要通过小肠吸收，尽管有些也通过大肠吸收。Mg2+转运系统有两种，一种是被动的旁细胞机制，另一种是通过专门的Mg2+通道和转运蛋白进行的跨细胞转运。
Mg2+稳态由肠道、骨骼和肾脏在激素控制下维持。镁跨细胞膜的转运表现出组织差异，在人体组织中，心脏、肝脏、肾脏、骨骼肌、红细胞和脑的转运较高。
因此，镁的转运、镁稳态的生理学和细胞的代谢活动是紧密相关的。以下一些因素会影响膳食镁的吸收和利用：
◮ 饮食因素
膳食中钾含量过高会显著降低镁的吸收；钙和磷酸盐摄入量增加会损害镁的吸收。
某些膳食纤维(如半纤维素、纤维素、木质素)、植酸和草酸会抑制镁的吸收，而蛋白质和某些碳水化合物(如抗性淀粉、菊粉)则会促进镁的吸收。
◮ 维生素D
药理剂量的维生素D可增加镁的吸收，但相当一部分镁的吸收与维生素D无关。
◮ 激素水平
激素也会调节跨细胞Mg2+的吸收。最近的一项研究报告称，甲状旁腺激素(PTH)和成纤维细胞生长因子23(FGF-23)系统性地直接抑制十二指肠、空肠和回肠的跨细胞而非旁细胞Mg2+吸收。
◮ 肠道pH值
肠道内pH浓度会影响Mg2+溶解度和肠道Mg2+吸收，管腔pH升高导致可溶性Mg2+降低，从pH5.15时占管腔总Mg含量的79.61%下降到pH7.8时占管腔总Mg含量的8.71%。因此，腔内酸性可增强人体小肠和上皮样 Caco-2 单层细胞对Mg2+的吸收。
◮ 质子泵抑制剂的使用
自2006年以来，已有报道称质子泵抑制剂(PPI)诱发人类低镁血症(PPIH)和低镁尿。静脉补充Mg2+或停用PPI可使PPIH患者的血浆和尿液Mg2+水平迅速恢复正常，但口服补充Mg2+则不能。这些发现表明PPI可以抑制肠道Mg2+的吸收。
肠道菌群在结肠Mg2+吸收中可能发挥的作用已有人提出。
◮ 肠道菌群失调导致毒性物质产生增加
长期质子泵抑制剂(PPI)治疗可导致肠道菌群失调，例如负责维持粘膜屏障功能的放线菌和双歧杆菌属的减少。此外，长期使用PPIs治疗会导致小肠细菌过度生长，毒性物质的产生增加，如血清内毒素和刺激促炎细胞因子分泌的细菌化合物，这些有毒物质会干扰镁的吸收。
◮ 肠道微生物群会影响肠道吸收表面的变化
除了这些发现之外，我们之前的研究还显示低镁血症(PPIH)大鼠小肠存在潘氏细胞功能障碍和慢性炎症。肠道微生物代谢物的合成也可能导致肠道吸收表面的变化或刺激基因表达。
◮ 产短链脂肪酸的细菌有利于镁的吸收
在结肠中，双歧杆菌等细菌发酵会产生短链脂肪酸导致结肠酸化，有利于Mg2+的吸收。在人体小肠中，占主导地位的细菌门是链球菌属，它是一种厌氧菌，能够以较高的速率发酵相对简单的碳水化合物，而腔内酸性会显著诱导小肠对Mg2+的吸收。
自从认识到镁对人类健康的重要性以来，人们就提出了一个问题：如何才能清楚了解自身镁的状态？
① 原子吸收光谱法
原子吸收光谱法(AAS)可能是最古老、应用最广泛的评估生物样品中镁含量的技术。它的重要优点是可以应用于所有类型的生物样品，但其主要缺点是样品制备、仪器校准和分析耗时。
② 离子选择电极
Mg2+可用离子选择性电极进行电位测定，离子化的 Mg2+可以在全血、血清或血浆，或在红细胞等细胞中测量。该技术的主要缺点是电极缺乏特异性和反应时间较长。
③ 光学化学传感器
用于测定镁的光学化学传感器由于其良好的选择性、灵敏度和制备简单而成为重要且日益增长的应用领域。提出了几种荧光和比色测定方法，包括比色法和酶法测定和荧光化学传感器，前者的选择性和灵敏度更高。
④ 元素生物成像
化学成像是一个相当新的研究领域，它能够以高灵敏度和空间分辨率检测元素，另一个优势是它可以同时评估多种元素或分子。
镁是生物体必需的营养物质，因此必须定期从饮食中补充，以达到推荐摄入量，防止缺镁。当食物中的镁摄入不足时，可能就需要使用镁补充剂。
◮ 饮食补充
镁广泛分布于食物中，尽管食物中的镁含量受多种因素影响，包括灌溉的土壤和水、肥料、保护以及精炼、加工和烹饪方法。一般来说，种子、豆类、坚果（杏仁、腰果、巴西坚果和花生）、全麦面包和谷物（糙米、小米）、一些水果(杏和香蕉)和可可被认为是镁的良好来源。
◮ 镁补充剂
镁补充剂有多种配方，包括无机盐(例如氧化镁、氯化镁、硫酸镁)和有机化合物(例如柠檬酸盐、苹果酸盐、吡多酸盐、牛磺酸盐)。
不同种类补充剂对镁的吸收并不相同。此外，吸收取决于受试者的镁状态。Mg2+的吸收量取决于摄入剂量。例如，当膳食中Mg2+摄入量较低时，相对吸收率可达80%，而在Mg2+丰度状态下，相对吸收率降至20%。通常，Mg2+以离子形式被吸收。可溶性镁比溶解性较低形式的镁更容易被肠道吸收。
◮ 菊粉、寡糖、抗性淀粉等有助于增强镁吸收
含有膳食非发酵纤维的食物确实含有高含量的镁，但其生物利用度较低，与铁类似。相比之下，可发酵的碳水化合物(如菊粉、寡糖、抗性淀粉、甘露醇和乳果糖)可增强 Mg2+的吸收。
◮ 生活方式调整
减少摄入过多的酒精和咖啡因，因为它们可能影响镁的吸收。
通过适当的运动和减压活动来改善整体健康，从而促进镁的吸收和利用。
下图展示了镁的主要来源、镁补充剂以及增加或减少镁生物利用度的因素：
doi: 10.3390/nu13041136.
硒是一种重要的微量营养素，主要通过硒蛋白（可作为结构蛋白或酶）来支持多种生理功能。它在抗氧化防御、甲状腺激素代谢、免疫功能、生殖健康以及潜在的癌症预防和慢性疾病管理中发挥着重要作用。
硒缺乏在人体中也不罕见，并且女性中硒缺乏量高于男性。硒缺乏的原因可以归结为多种因素，以下是详细的说明：
① 生活在低硒地区、饮食中缺硒
某些地区的土壤中硒含量低，如中国的克山病和大骨节病的重病区，这些地方的植物和动物产品中硒含量较低。
海产品和动物内脏是硒的良好食物来源，如鱼子酱，海参，牡蛎蛤蜊和猪肾等。饮食中缺乏硒的来源，导致营养性缺硒。
② 农药、化工产品阻碍硒的吸收
环境污染，农药、化肥、化工原料的残留物可拮抗硒元素的吸收，造成农作物缺硒，进而导致人体缺硒。
③ 体质和疾病状况
进入中老年后，人体的消化、吸收能力也会逐渐降低，影响硒元素的吸收。
疾病加剧缺硒、缺硒加剧疾病，例如，肿瘤、心血管病、克罗恩病、溃疡性结肠炎、糖尿病、肝病患者体内往往处于缺硒状态。
④ 特殊人群的硒需求量增加
长期酗酒、吸烟、情绪紧张的人体内的硒流失量远高于健康人，此外，包括孕妇和哺乳期妇女、儿童和青少年、老年人、癌症患者、运动员和体力劳动者的硒需求量增加。
人体缺硒的表现主要为脱发、脱甲；部分患者会出现皮肤症状；少数患者可出现神经症状及牙齿损害等问题；严重缺硒可导致溶血性贫血、克山病和大骨节病。
硒缺乏还被认为是几种慢性疾病的风险因素，这些疾病涉及胃肠道、肌肉和神经系统的氧化应激和炎症有关。
克山病
克山病亦称地方性心肌病，这种病是由硒缺乏和柯萨奇病毒突变株的存在相互作用而引起的，患者主要表现为急性和慢性心功能不全，心脏扩大，心律失常以及脑、肺和肾等脏器的栓塞。
大骨节病
缺硒还与大骨节病(一种地方性骨软骨病)有关，大骨节病被认为是硒缺乏和谷物中霉菌毒素以及饮用水中腐殖酸含量高共同引起的。
◮ 硒主要在十二指肠、盲肠、结肠中被吸收
膳食中摄入的有机或无机硒均在胃肠道中吸收，研究表明，有机硒的吸收率高于无机硒。硒的主要吸收部位是十二指肠、盲肠和结肠。
硒氨基酸通过各种膜转运机制在十二指肠、盲肠和结肠中主动转运，而硒酸盐则通过 SLC26 基因家族的阴离子交换剂转运。
从十二指肠吸收的硒首先进入血液，与血浆中的红细胞、白蛋白或α球蛋白结合，也可结合β球蛋白、血浆高密度脂蛋白或低密度脂蛋白，随后转运至肝脏，在肝脏中代谢并用于生成硒蛋白，然后分布至身体的其他组织。
硒的主要排泄形式是通过尿液，然而，在过量摄入的情况下，可能会发生呼吸道排泄。在适量摄入硒的情况下，通过肾脏排出的主要单甲基化合物是硒糖，即1β-甲基硒N-乙酰-D-半乳糖胺。食物中未被吸收的硒被吸收到胆汁、胰腺和肠道分泌物中，并在粪便中排出。
硒的吸收、代谢和分布
doi: 10.3389/fnut.2021.685317.
肠道微生物群的调节取决于硒的状态和硒衍生物的生物转化。
doi: 10.3389/fnut.2021.685317.
◮ 硒摄入充足时，肠道菌群有助于更好地转化和利用硒
如果硒摄入量充足，由于肠道和宿主细菌之间的有益关系，会导致硒化合物的生物转化(硒盐代谢为硒蛋氨酸和硒半胱氨酸)，从而形成体内平衡。
一项研究表明，大鼠肠道菌群将几种无机和有机硒化合物代谢为硒蛋氨酸，并且硒蛋氨酸被整合到细菌蛋白质中。含有硒蛋氨酸的蛋白质可作为宿主动物的硒库，在肠道菌群中积累。尿液中的主要硒代谢物 SeSug1 被肠道菌群转化为营养上可利用的硒化合物。最后，在肠道菌群中观察到一些生物硒化合物(如SeCN、MeSeCys和SeSug1)对生物利用度有积极影响。
◮ 硒含量较低时，菌群会与宿主竞争导致更缺乏
尽管宿主和肠道菌群互利共生，但当微量营养素供应有限时，这两个环境就会变成竞争对手。肠道细菌对硒的吸收会对宿主体内硒蛋白的表达产生负面影响，导致硒蛋白在硒限制条件下的含量降低2到3倍。
硒缺乏会导致细菌(大肠杆菌、梭菌和肠杆菌)对硒的吸收增加，硒化合物的生物转化（硒盐代谢为硒蛋氨酸和硒半胱氨酸），宿主硒蛋白的表达减少，硒免疫细胞的活性降低，促炎细胞因子增加，炎症性肠病和癌症的风险增加。
◮ 一些菌群可以通过硒来增强毒力和致病性
一些细菌物种能够从硒中获益，从而触发致病机制。具有硒依赖性酶的细菌可以在哺乳动物肠道的厌氧条件下存活。因此，这些细菌通过使用硒来增加其毒力和致病性，从而对宿主产生一定危害。
硒状态可从三个层面进行评估，即摄入量、保留量/排泄量和组织浓度的生物标志物以及功能性生物标志物。
① 摄入量的评估
硒摄入量的评估可以使用评估食物消费的方法来执行，例如食物频率问卷。使用食物成分表可以估算食物中的硒含量。由于食物成分表中营养成分缺乏精确度，因此根据食物消费预测硒状态仍然是一个挑战，因为食物中硒浓度的变化与土壤中硒含量有关。
② 尿液硒浓度可以反应食物中的硒含量
测量尿液中的硒浓度被认为是硒状态的潜在可行生物标志物。此外，尿液中的硒浓度可用于识别硒状态的区域差异，并可能反映食物中硒含量随土壤类型的差异。
③ 指甲硒浓度可以反应硒的长期暴露情况
指甲中的硒浓度被认为是硒状态的优质生物标志物，因为它可以提供长期暴露(长达1年)的综合测量数据，而血液生物标志物则可指示短期暴露情况。注：脚趾甲被认为是非侵入性基质，并用于大型流行病学研究，因为它们生长缓慢、易于采集、受外部污染的影响较小。
④ 血浆硒浓度可以有效反应硒的摄入量情况
考虑到硒在血浆中的稳定性，血浆硒浓度是评估人体硒状态更有用的生物标志物。血浆中硒的测量已被证明可有效反映基线时硒浓度中等或较高的个体的摄入量 (补充) 变化。此外，强调了红细胞和全血中硒作为状态标志物的实用性，这两者都被报告为长期状态的标志物。
⑤ 硒功能的生物标志物
硒功能性的生物标志物包括SELENOP(占血浆硒的20-70%)、GPX3(占血浆硒的10-25%)和GPX1(可在红细胞、淋巴细胞、口腔细胞和组织活检标本中检测)。
血浆SELENOP被认为是硒摄入量相对较低的人群中硒状态的有用生物标志物，但不适用于硒摄入量高、在开始补充前硒水平就已经很高的人群。
GPX是细胞抗氧化防御系统的主要硒蛋白之一。由于硒蛋白的层次结构，推荐的硒摄入量是根据最佳血浆 GPX3 活性计算得出的。它还考虑了其他生物硒化合物正常浓度所需的硒量。
◮ 食物补充
巴西坚果、谷物、肉类、鱼类、海鲜、牛奶和坚果是硒的最佳来源。但鱼类和海鲜与汞相互作用会产生不溶性硒衍生物，从而降低硒的生物利用度。此外，饮食中的蛋白质、脂肪和重金属含量也会影响硒的生物利用度。
硒的生物利用度主要取决于其化学形态。一般而言，有机形态吸收更快。
◮ 药物补充
硒酵母胶囊：是一种常见的补硒药，主要成分为硒酵母，临床多用于治疗低硒的肿瘤、肝病、心脑血管疾病等。
亚硒酸钠片：属于一种常见的微量元素补充药，临床主要用于防治缺硒引起的疾病，如克山病、大骨节病等。
与矿物质相比，维生素在过去几年已经引起了广泛关注，市场上也涌现出众多维生素补充产品。因此，我们将维生素的讨论放在后面，但这并不意味着维生素的重要性被低估。顾名思义，维生素是“维持生命的重要元素”，它们在身体的正常运作、代谢过程以及免疫系统的健康中都扮演着不可或缺的角色。
维生素E又称生育酚，是一种脂溶性的维生素，是人体最主要的抗氧化剂之一。其对人体健康有多方面的作用，简单概况如下：
•抗氧化、抗自由基作用
•维持生育功能
•维持免疫功能
•减少细胞耗氧量
•改善脂质代谢
•抑制癌细胞分化
•促进红细胞膜稳定及红细胞的合成
•重要的血管扩张剂和抗凝血剂
•保护皮肤免受紫外线和污染的伤害
•对晶状体有一定保护作用
•促进蛋白质的更新合成
•治疗口腔溃疡
•治疗痔疮
最新的研究报告显示超过50亿人的维生素E摄入不足(占67%)，这值得引起我们的重视。
根据最新的研究结果，探讨了维生素E缺乏的主要原因和促成因素。
① 营养缺乏
饮食中维生素E摄入不足，长期摄入低脂饮食或极低脂肪饮食可能导致维生素E摄入不足，因为维生素E是一种脂溶性维生素，主要存在于植物油、坚果和种子中。
缺乏富含维生素E的食物，如坚果、种子、植物油、绿叶蔬菜等。
② 吸收不良症
维生素E缺乏症通常是由脂肪吸收不良引起的，这种疾病会阻碍这种脂溶性维生素的正常吸收。脂蛋白代谢异常和α-生育酚转移蛋白缺陷等情况都可能导致维生素E缺乏。
③ 氧化应激和感染
发展中国家的人更容易出现维生素E缺乏症，因为他们更容易受到疟疾和艾滋病毒感染或其他氧化应激源的影响，而这些因素会增加人体对维生素E等抗氧化剂的需求。
④ 年龄和性别脆弱性
儿童和老年人更容易缺乏维生素E。此外，男性的风险可能高于女性，尽管这种性别差异的原因尚不完全清楚。
⑤ 减肥手术
接受减肥手术的患者，尤其是涉及吸收不良手术的患者，由于术后脂肪吸收受损，更容易出现维生素 E 缺乏症。
⑥ 遗传因素
家族性维生素E缺乏症是一种罕见的遗传综合症，会导致严重缺乏，并与氧化应激引起的多器官并发症有关。
⑦ 特殊人群需求量增加
饮用氯消毒自来水的人需要多摄入维生素E，心血管病患者、帕金森病患者、孕妇、中老年人和摄入酒精和激素的人维生素E的需求量也增大。
大多数人缺乏维生素E时，可能会导致贫血、免疫力下降、人体代谢紊乱、早衰、肌肉无力等症状。
•儿童
小儿缺乏维生素E时，可引发脊髓小脑病和轻度溶血性贫血。最为常见的是溶血性贫血，此外还可发生黄疸、全身性水肿、以及神经系统的症状，主要表现为小脑共济失调、色素性视网膜病、眼肌麻痹、眼球震颤和肌无力，反射减弱等。
•男性
男性严重缺乏维生素E会引起男性激素分泌不足、睾丸萎缩、精子生成障碍、精子减少或不成熟、精子活力不足等，甚至会导致不育。
•女性
女性缺乏维生素E容易导致黄体激素不足，易造成流产、不孕症、早产等，还容易造成皮肤干燥、易衰老。中年女性缺乏维生素E，很容易诱发更年期综合征、卵巢早衰。
•孕妇
孕妇若缺乏维生素E，所生婴儿会比较瘦小，发育较慢；孕妇严重缺乏维生素E会造成胚胎和胎盘萎缩，从而引起流产。
通过日常饮食调节维生素E是最便捷的方法，那么哪些食物中含有较高的维生素E呢？
种子植物的油，特别是小麦、黄豆、豌豆、棉籽和玉米胚芽油是含维生素E最丰富的来源（0.5-3mg/g）。
人造黄油也含有丰富的维生素E，而奶制品则含量较少，人和牛的初乳所含维生素E约比成熟乳含量高10倍。
其他植物如生菜，芹菜和甜薯也含有维生素E，但含量不高。蛋类、鸡(鸭)胗、绿叶蔬菜中也含有一定量的维生素E；肉，鱼类动物性食品，水果及其他蔬菜的维生素E含量较少。
维生素C，也称为抗坏血酸，是一种水溶性维生素，对人体健康非常重要。它在许多身体功能中起着关键作用，简单概况如下：
•抗氧化
•促进氨基酸中酪氨酸和色氨酸的代谢
•改善贫血
•增强免疫力
•促进胶原蛋白的形成
•防癌抗癌
•解毒排毒
•参与蛋白质合成
•改善脂肪和类脂特别是胆固醇的代谢
•提高钙的利用
① 饮食摄入不足
人体不能合成维生素C，必须从外界摄入。如果摄入不足，就有可能导致维生素C缺乏。
缺乏富含维生素C的食物：长期不摄入新鲜水果和蔬菜，如柑橘类水果、草莓、番茄、绿叶蔬菜等。
不均衡饮食：偏食或饮食单一，导致维生素C摄入不足。
② 吸收障碍
消化系统疾病：如克罗恩病、溃疡性结肠炎等，可能影响维生素C的吸收。
胃肠道手术：如胃切除术后，可能影响维生素C的吸收。
此外，维生素C遇热、碱或金属也极易被破坏，从而影响维生素C的利用。
③ 需求增加
生长发育期：儿童和青少年在快速生长阶段对维生素C的需求增加。
妊娠和哺乳期：孕妇和哺乳期妇女对维生素C的需求增加。
感染或疾病：在感染、手术或创伤后，身体对维生素C的需求可能增加。
④ 生活方式因素
吸烟：吸烟者体内维生素C的代谢加快，需求量增加。
酗酒：长期酗酒可能导致营养不良，包括维生素C缺乏。
维生素C缺乏症也称为坏血病，刚缺乏维生素C的时候症状不明显，大约一个月的时间才会出现症状。体内维生素C总含量低于300-400mg会出现明显症状。
•初期症状
缺乏维生素C初期常有一些非特异性表现，如易激、性情暴躁、倦怠、食欲减退、体重减轻和面色苍白等，也可出现易感染、伤口不易愈合或低热、呕吐、腹泻等消化功能紊乱症状。
•出血症状
随着病情的发展，可出现大小不等、程度不等的出血。常见长骨骨膜下出血；皮肤及黏膜出血多见于骨骼病变附近，膝部、踝部多见。
牙龈黏膜常肿胀、出血；也可出现鼻出血，眼结膜出血，眼眶骨膜下出血可引起眼球突出；偶见消化道出血、尿血甚至颅内出血。
•骨骼症状
维生素C缺乏症的较晚阶段患者下肢会由于骨膜下出血较多而肿胀、疼痛；部分患者肋骨与肋软骨的交接处会因骨干骺半脱位而隆起，形成坏血病串珠，内侧可扪及凹陷。
•长期症状
维生素C不足可影响铁的吸收和利用，加上长期出血会导致缺铁性贫血。当叶酸代谢障碍时，患者可能同时缺乏叶酸，从而出现巨幼红细胞贫血。
◮ 含维生素C的食物
维生素C广泛存在于新鲜蔬菜和水果中。番茄、花菜、柿子椒、深色叶菜、苦瓜、柑橘、柚子、苹果、葡萄、猕猴桃、冬枣中均富含维生素C。
一些维生素C含量较高的食物
◮ 维生素C补充剂
可以补充维生素C的药品多种多样，包括：
（1）维生素C片；
（2）维生素C泡腾片；
（3）抗坏血酸钙；
维生素A是一种重要的脂溶性维生素，又称抗眼干燥症因子。需要注意的是，维生素A并不是单一的化合物，而是一系列包括视黄醇、视黄醛、视黄酸、视黄醇乙酸酯和视黄醇棕榈酸酯等的视黄醇衍生物。
维生素A是最受关注的营养素之一，它对于维持正常的视力、基因表达、生殖、胚胎发育、生长和免疫功能都是极为重要的。维生素A在人体具有广泛而重要的功能：
•参与暗光视觉的物质循环，使机体可适应暗光环境
•保持皮肤和黏膜的完整
•细胞核激素样作用
•维持和促进免疫功能
•促进生长发育和维持生殖功能
•对骨骼代谢有影响
•抗氧化、防癌
•促进血红蛋白生成
自然界的维生素A包括维生素A1、维生素A2两种。维生素A1即视黄醇，多存在于哺乳动物及咸水鱼的肝脏中；维生素A2即3-脱氢视黄醇，常存在于淡水鱼的肝脏中，其生理活性为维生素A1的40%。
75%以上吃西方饮食的人获得的维生素A是足够的，不需要担心缺乏的问题。然而，在许多发展中国家，维生素A的缺乏是非常普遍的。在某些地区，大约44-50%的学龄前儿童有维生素A缺乏症。并且柳叶刀最新研究公布的数据显示，男性摄入的维生素 A不足量估计高于女性。
维生素A缺乏症的公共卫生数据
doi.org/10.1016/B978-0-12-802861-2.00002-X
上图反应了截止2018年的全球维生素A缺乏症情况：
（A）学龄前儿童；（B）孕妇
那么为什么一部分人会存在维生素A缺乏？主要是以下几点原因：
① 摄取不足
长期不摄入富含维生素A的食物，如动物肝脏、鱼肝油、乳制品、蛋黄，以及富含β-胡萝卜素的蔬菜和水果(如胡萝卜、甘薯、菠菜等)。
注：β-胡萝卜素，是一种原维生素A，你的身体能将其转化为维生素A。
② 排泄增加
肿瘤、泌尿系统疾病、急慢性感染性疾病等，可能会导致维生素A的消耗和流失增加，使得更易缺乏维生素A。
③ 吸收障碍
维生素A是脂溶性维生素，任何导致脂肪吸收不良的情况都会影响维生素A的吸收。这包括慢性胰腺炎、胆汁淤积、囊性纤维化等。
一些肠道疾病，如乳糜泻、克罗恩病等，这些疾病会影响肠道对维生素A的吸收。
④ 代谢异常
患有合成蛋白质和锌减少的疾病，如肝病、甲状腺功能低下、糖尿病等，导致胡萝卜素无法转变成维生素A。
维生素A的储存和代谢主要在肝脏进行，肝功能不全可能影响维生素A的代谢。
⑤ 需求增加
生长发育期：儿童和青少年在快速生长阶段对维生素A的需求增加。
妊娠和哺乳期：孕妇和哺乳期妇女对维生素A的需求增加。
无法通过正常饮食摄入足够的维生素A就可能导致这些人群缺乏。
•眼睛症状
维生素A的缺乏初期表现为眼睛干涩，随后可能出现夜盲；进一步发展会导致暂时和永久的眼睛损伤，甚至可能导致失明。这种缺乏是世界上主要的失明原因。
•皮肤症状
初期表现为皮肤干燥、脱屑；进一步发展可在大腿和手臂出现大量的丘疹，后期可蔓延至颈、腹、背等部位。
•生长发育障碍
长期缺乏维生素A，患儿可表现为骨骼粗短，牙齿发育不良、生长缓慢、智力轻度落后等。
•贫血
维生素A可以促进铁的吸收，当维生素A缺乏时，铁不能正常地被红细胞吸收，会造成贫血。
•免疫力下降
由于维生素A直接影响上皮细胞的体液免疫和细胞免疫，对机体的特异性免疫和非特异性免疫都具有一定作用，如果缺乏维生素A会导致机体的免疫力下降，容易继发感染性疾病。
•其他影响
缺乏维生素A还可能影响味觉、嗅觉的功能，导致食欲下降。
维生素A存在于动物体内，在鱼类特别是鱼肝油中含量很多。维生素A主要来源于各种动物肝脏和其他脏器类肉品，蛋黄、鱼油、奶油和奶制品。
植物中并不含有维生素A，但许多蔬菜和水果却含有维生素A原，维生素A原是指在人体内能转变为视黄醇，发挥维生素A生理功能的类胡萝卜素。富含维生素A原的食物包括各种红、黄、绿色蔬菜和水果，如胡萝卜、红心甜薯、菠菜、水芹、羽衣甘蓝、芥菜、南瓜、莴苣、西兰花等。
维生素B12，又称钴胺素，是一种水溶性维生素。维生素B12家族有四个成员，即氰钴胺、羟钴胺、腺苷钴胺和甲钴胺。
维生素B12对多种基本代谢功能至关重要，包括：
•促进红细胞发育
•促进人体神经细胞发育
•促进甲基转移
•提高叶酸利用率
•还参与脱氧核糖核酸(DNA)的合成，以及脂肪、糖类、蛋白质的代谢
•促进维生素A在肝脏的储存
维生素B12缺乏症非常常见，尤其是在素食者、孕妇和老年人中。同时数据表明女性摄入的维生素 B12不足量估计高于男性。
而导致维生素B12缺乏的原因可能是以下几种：
① 先天储备不足
孕妇多因长期素食、恶性贫血、胃肠道手术等引起体内维生素B12缺乏，从而导致新生儿维生素B12先天储备减少。
② 饮食结构不合理
长期素食或苯丙酮尿症患者长期拒绝动物蛋白摄入可引起体内维生素B12缺乏。
③ 吸收异常
包括以下几种情况：内因子的异常或缺失、维生素B12释放缓慢、回肠吸收面积减小、回肠维生素B12结合受体异常。
④ 先天性维生素B12代谢障碍
钴胺转运蛋白II是维生素B12的主要转运蛋白，先天性钴胺转运蛋白II缺乏可导致维生素B12转运障碍，从而出现维生素B12缺乏。
⑤ 其他因素
麻醉剂氧化亚氮可导致维生素B12失去生物活性，引起脊髓变性；大剂量维生素C可导致食物中维生素B12的利用率下降；不适当补给叶酸可诱导或加重维生素B12缺乏。
缺乏维生素B12导致的疾病有巨幼红细胞性贫血、神经系统损害、高同型半胱氨酸血症。
•血液系统
缺乏维生素B12可表现为贫血，乏力、肝脾大，重症患者可有皮肤瘀点、瘀斑等。严重者有发热，皮肤、巩膜轻度黄染。
•神经系统
症状出现较迟，有神经障碍、脊髓变性，脱髓鞘和严重的精神症状，患者有手指和脚对称性麻木及感觉异常、出汗障碍，指端和关节突处溃疡、行动困难、共济失调、健忘、易激、甚至痴呆。年幼患者有精神抑郁、智力减退，头、四肢和躯干震颤，亦可因昏迷而死亡。
•消化系统
消化道症状有呕吐，腹泻和舌炎，舌乳头萎缩，舌面有炎性小疱或浅溃疡，自觉疼痛。
•心脑血管
维生素B12缺乏会引起同型半胱氨酸过高，导致动脉粥样硬化、心脑血管疾病。
•小儿缺乏维生素B12
早期表现为精神情绪异常、表情呆滞。少哭少闹、反应迟钝、睡眠多等症状，最后可能出现贫血。
肠道菌群可以是维生素B12的消费者或生产者。
◮ 肠道细菌过度生长会导致维生素B12缺乏
胃肠道中大约80%的微生物群被认为是维生素B12的消费者。因此，细菌过度生长可能会与宿主竞争外源性维生素B12，从而降低生物利用度。在小肠细菌过度生长中，厌氧菌增加对维生素B12的消耗被认为是维生素B12缺乏症状的主要原因。
减少维生素B12消耗细菌的数量对维生素B12缺乏症有益。例如，每日使用益生菌治疗乳酸杆菌对细菌过度生长和维生素B12吸收均有益，这表明益生菌治疗可以改善维生素B12缺乏症。
◮ 一些肠道菌群可以产生维生素B12
据报道，有几种细菌是维生素B12的生产者，如罗伊氏乳杆菌和屎肠球菌。从发酵食品中分离出的植物乳杆菌和棒状乳杆菌产生维生素B12，而动物双歧杆菌在牛奶发酵过程中合成维生素B12。
此外，可能参与维生素B12合成和代谢的菌还有：
大约三分之一的嗜黏蛋白阿克曼菌(A.muciniphila)分离株能产生类似于A.glycaniphila的维生素B12。多种结肠微生物可以产生可供A.muciniphila利用的维生素B12。
据推测，补充产生维生素B12的细菌可以改善胃肠道对维生素B12的利用率。这种假设已在喂食缺乏维生素B12饮食的小鼠身上得到证实。补充产生维生素B12的菌株罗伊氏乳杆菌CRL1098可预防维生素B12缺乏的症状，表明肠道细菌对维生素B12缺乏症具有治疗作用。
◮ 肠道菌群改善了维生素B12的吸收利用
肠道菌群除了生产或消耗维生素B12外，还可能通过影响吸收相关的生理因素间接改变维生素B12的生物利用度。
与酸分泌或酶含量减少有关的胃肠道疾病可能会干扰食物中维生素B12的释放或维生素B12转化为内在因子。在以肠道通透性异常为特征的炎症性肠病中也观察到维生素B12吸收减少。
作为益生菌，Lacidofil治疗显著改善了H.pylori感染的胃酸分泌，从而有助于食物中维生素B12的释放。一些肠道细菌也表现出对炎症性肠病的缓解作用，这可能通过使肠道通透性正常化来改善维生素B12的吸收。
然而，肠道菌群与宿主之间的过度竞争可能会干扰维生素B12的生物利用度。例如，多形拟杆菌 (Bacteroides thetaiotaomicron)表达一种对维生素B12运输至关重要的表面暴露脂蛋白，名为BtuG。BtuG的结合亲和力较高，可能会将维生素B12从内在因子中移除，从而降低维生素B12的吸收。
饮食和微生物群的在维生素B吸收中的作用
Wan Z,et al.Front Nutr.2022
维生素B12的膳食来源主要为动物性食品，含维生素B12较丰富的食物为动物内脏（肝、肾、心）、双壳贝（蛤、蚶和牡蛎）、脱脂奶粉、蟹、石鱼、鲑鱼、沙丁鱼和蛋黄，其他还有龙虾、鳕鱼、比目鱼、金枪鱼、发酵奶酪、鲜奶制品。
豆制品经发酵也会产生一部分维生素B12。
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小贴士
有的人可能会担心维生素B12补充过量是否会存在一定风险，大量的维生素B12并不有害，因为它通常吸收不好，容易排出体外。
目前对体内维生素水平是否缺乏有以下几种方法：
1
临床症状观察
观察身体是否出现特定维生素缺乏的症状。例如，维生素C缺乏可能导致牙龈出血，维生素D缺乏可能导致骨骼疼痛或软化。
2
血液检测
血清维生素水平：通过血液检测直接测量特定维生素的浓度，如维生素D、B12、A等。
代谢产物检测：测量血液或尿液中某些代谢产物的水平，间接反映维生素状态。
3
饮食评估
饮食记录分析：记录几天的饮食，分析是否摄入足够的维生素。
食物频率问卷：通过问卷了解饮食习惯，评估维生素摄入情况。
4
肠道菌群健康检测
通过肠道菌群健康检测，也可以查看近期体内维生素状况。
与通过血液进行维生素检测不同，肠道菌群的评估更加反映一段时间(一般2周左右)的长期状态。
注意，菌群会受检测前一天饮食的影响，造成15~30%的菌群改变，同样也会反映在营养状况的评估上，因此建议检测前一天尽量保持近期正常饮食 ,这样能更好的反映真实的营养饮食状态。
5
功能性测试
红细胞溶血试验：用于评估维生素E的抗氧化能力。
骨密度测试：用于评估维生素D缺乏对骨骼的影响。
在了解维生素的重要性和缺乏带来的危害后，我们还需要了解一下影响维生素合成吸收的因素。
1
年龄变化
维生素缺乏是一个严重的问题，尤其是在老年人中。随着年龄的增长，营养需求会随之变化。
例如食物中的维生素B12需要胃酸及胃蛋白酶的作用才能释放出来被吸收，而老年人胃酸及胃蛋白酶分泌减少，就会影响维生素B12的吸收。
2
饮食摄入
不同的食物含有不同种类和数量的维生素。新鲜水果、蔬菜、全谷物、坚果、种子、肉类和乳制品是维生素的主要来源。饮食中缺乏这些食物会导致维生素摄入不足。
维生素主要在小肠中吸收，其生物利用度取决于食物成分，相关相互作用等。饮食和膳食的组成会通过影响肠道转运时间或混合胶束的肠道形成来影响某些维生素的吸收。
饮食中足量的水和膳食脂肪对于分别吸收水溶性和脂溶性维生素至关重要。
由于脂溶性维生素可以溶解在脂肪中，因此与膳食脂肪一起食用时最容易被吸收。例如，一种富含维生素A的小胡萝卜，如果单独食用，将在食物中获取维生素A，但如果它是在含有一些膳食脂肪的食物成分中(比如说，橄榄油)，将增加体内维生素A的吸收。
doi: 10.7717/peerj.11940
食物的性质(物理状态)也会影响维生素的吸收效率。例如，存在于可消化性较差的纤维植物材料中的类胡萝卜素已被证明相对于维生素A表现出较低的生物利用度。
3
药物的使用
一些药物会改变营养物质的吸收或代谢方式。例如，抗惊厥药会减少叶酸的吸收。
抗生素的使用会影响众多维生素特别是B族维生素的吸收。例如，在饮食中添加青霉素和金霉素会增加雄性大鼠的肝脏维生素B2浓度，以及B2和B3在尿液中的排泄。然而，链霉素和放线菌酮的施用降低了肝脏中维生素B9和B12的浓度。
4
遗传因素
人类基因的变异与肠道结构和微生物组组成有关。人类肠道微生物群中存在不同的维生素B生物合成途径支持人类遗传变异影响维生素B合成的观点。
维生素的合成吸收不仅需要靠饮食补充，还与吸收相关。而维生素的吸收涉及到相关基因，例如：
MTHFR 基因的突变会影响我们产生加工维生素B9的酶——亚甲基四氢叶酸还原酶。
亚甲基四氢叶酸还原酶是叶酸代谢通路中的一种重要的辅酶，亚甲基四氢叶酸还原酶基因缺陷，容易造成叶酸在体内的代谢障碍，MTHFR基因最主要的两种突变为C677T、A1298C基因多态性。该两种位点同时突变可显著降低MTHFR活性进而降低叶酸水平。
VDR基因(维生素D受体)：维生素D(来自阳光、食物或补充剂）经过转化步骤后，活性形式骨化三醇 (1,25(OH)2D3 ) 可以通过VDR在细胞内发挥作用，是打开或关闭基因的转录因子。该基因突变可能导致维生素D缺乏引起的佝偻病。
5
菌群影响维生素的合成吸收
肠道菌群通过各种代谢途径影响维生素的合成，例如拟杆菌属、肠球菌属和双歧杆菌属等人类肠道共生菌可以从头合成维生素K和大多数水溶性B族维生素。
6
暴露于自由基
自由基是含有不成对电子的化学物质，可以诱导氧化应激。一个这样的例子是一氧化氮，它与金属离子形成复合物，包括钴，维生素B12的一种结构成分，因此使其无法用于细菌维生素B12的生物合成。此外，维生素生产者(如脆弱拟杆菌)暴露于过氧化氢等自由基会抑制其生长 ，从而降低维生素的生物合成能力。
1
通过饮食直接补充
当我们知晓维生素缺乏的时候，可能希望通过饮食来补充相应缺乏的维生素，下表列出了常见的维生素的食物来源，可供参考。
此外，宿主饮食作为肠道中细菌的底物，含有益生元和其他膳食营养素(如微量营养素和多酚)的饮食可以显著影响有益细菌的生长，包括维生素生产菌，从而有利于产生更多的维生素。
一些维生素，如核黄素(维生素B2)，可作为氧化还原介质并刺激营养缺陷菌（如Faecaibacterium prauznitsii）的生长。
2
通过产维生素的益生菌调节
除了通过饮食直接补充之外，我们还可以通过补充产维生素的益生菌来调节，从而改善疾病。
双歧杆菌—叶酸
在健康成人中补充益生菌菌株青春双歧杆菌DSM 18350、青春双歧杆菌DSM 18352和假链双歧杆菌DSM 18353，导致粪便中叶酸浓度显著增加。
乳酸菌—核黄素
乳酸菌通过产生核黄素(维生素B2)和叶酸发挥抗炎和抗氧化作用。乳酸菌通过不同的机制抑制炎症过程，包括调节炎症性肠病患者肠道菌群紊乱、保护肠道屏障和黏膜的正常功能、调节人体免疫反应等。
AKK菌—维生素B12
Akkermansia muciniphila是肠道中的一种常见细菌，可保护肠道免受炎症和肿瘤侵袭；它还产生维生素B12以缓解炎症性肠病患者的维生素缺乏症。
产维生素的益生菌及其作用
doi.org/10.3390/nu14163383
3
使用补充剂
在饮食无法满足需求时，可以考虑使用维生素补充剂，特别是对于特定人群(如孕妇、老年人、素食者等)。
个性化营养方案：在使用补充剂前，最好咨询医生或营养师，以制定个性化的饮食和补充方案，以满足特定的维生素需求。
4
调整生活方式
避免过度烹饪：过度烹饪会导致食物中的维生素流失，因此在烹饪食物时应尽量减少烹饪时间和温度。
避免吸烟和饮酒：吸烟和饮酒会影响身体对维生素的吸收和利用，因此应尽量避免吸烟和饮酒。
适量运动：适量运动有助于改善整体健康，促进营养吸收。
晒太阳：阳光中的紫外线可以促进合成维生素D，因此适当晒太阳可以帮助维持体内维生素D的水平。
5
定期健康检查
通过血液检测等方式监测维生素水平，及时发现缺乏或过量。在谷禾肠道菌群健康检测中，我们也能看到结果报告中关于维生素的评估。
治疗基础疾病，保持健康状态：某些疾病（如消化系统疾病）可能影响维生素的吸收，治疗这些疾病有助于改善维生素水平。
微量营养素（矿物质和维生素）缺乏是全球最常见的营养不良形式之一，尤其在中低收入国家的妇女、幼儿和青少年、老年人中更为严重。这种缺乏及其负面后果是许多地区的重要公共卫生问题，影响国民健康和经济。
世界卫生组织(WHO)和联合国粮食及农业组织(FAO)确定了改善微量营养素缺乏症的四大策略：营养教育，提高饮食多样性和质量；食品强化；补充；以及疾病控制措施。
当微量营养素缺乏较严重时，应采用补充剂。补充剂可以每日服用，也可以间歇性服用。补充剂作为一种策略，要求补充剂的提供切实可行，并有足够的计划来确保依从性。但补充剂并不能解决缺乏的根本原因，只是提供了一种相对经济有效的短期解决方案。人们越来越担心补充营养素可能表现出与食物中的营养素不同的生理反应和吸收：叶酸、锌和铁就是一个例子。
与补充剂相比，饮食改善是一种更长期的对抗微量营养素缺乏的策略。改善饮食与补充剂的不同之处在于，改善饮食意味着摄入丰富多样的食物，这些食物中含有多种微量营养素以及其他对健康有益的成分，同时食物中的微量营养素通常以天然的形式存在，与其他成分相互配合，使得它们更容易被人体吸收和利用。并且食物中的微量营养素其含量和比例相对较为安全，不至于补充过量。
一种新兴方法是生物方法，即可以通过改善肠道菌群来调节微量营养素水平，从而改善疾病。肠道菌群可以改善微量营养素的吸收利用，而肠道细菌过度生长会导致与宿主竞争，进而微量营养素缺乏。
注：本账号内容仅作交流参考，不作为诊断及医疗依据。
特别说明：本文中营养缺乏状况是基于柳叶刀-全球健康研究的185个国家的调查情况，中国居民的膳食营养缺乏可能与其存在一定差异，比如我国由于长期使用添加碘盐，碘缺乏的人群比例要远低于该研究。
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谷禾健康
随着人口老龄化的不断加重，骨质疏松症(OP)已成为三大慢性疾病之一。骨质疏松症会导致骨折风险增加，骨骼变性，身体功能受限等。因此，骨质疏松症的防治逐渐成为中老年人健康关注的焦点，减少和治疗骨质疏松症对于减轻医疗负担、缓解社会压力具有重要意义。
数据显示，全球大约每3秒就有一例骨质疏松性骨折发生，大约50%的女性和20%的男性在50岁后患有原发性骨质疏松性骨折。
骨质疏松症是一种慢性疾病，其特征是骨组织微结构恶化和骨量减少。研究表明，体内激素失衡和氧化炎症可影响破骨细胞和成骨细胞的动态平衡，主要表现为骨微结构退化、骨量减少、骨强度下降。骨髓间充质干细胞的成骨分化和骨内血管生成的下降同时发生，导致骨脆性增加和骨折易感性增加。
我们日常的饮食中多酚类物质含量极其丰富，并且可以在自然界的多种植物中找到。多酚在化学上被鉴定为具有酚类结构特征的化合物。多酚的丰富来源包括水果、蔬菜和全谷物，以及其他类型的食物和饮料，如茶、巧克力和葡萄酒。
多酚可以通过影响骨形成和骨吸收而在骨重建中发挥作用。多酚作用于破骨细胞、成骨细胞和骨髓间充质干细胞，调节多个重要信号通路，在骨重塑中发挥重要作用。此外，多酚还通过抗炎、促进骨形成等机制抑制骨质疏松症。
此外，越来越多的研究表明，骨质疏松症患者及相关动物模型的肠道菌群与健康个体的肠道菌群有些不同，骨质流失的严重程度也与肠道菌群的改变有关。这也表明肠道微生物群可能成为预防和治疗骨质疏松症的潜在目标。
通过产生代谢物，肠道微生物影响和调节肠道屏障功能。正常的肠道屏障对于隔离有害物质、促进营养吸收和提供免疫保护非常重要。肠道屏障功能受损被认为是导致骨质疏松症的致病因素之一。
肠道微生物紊乱削弱了肠道屏障功能，导致有害物质进入体内，从而促进激活破骨细胞并导致骨吸收因子的产生，影响骨形成和骨吸收，最终导致骨质疏松。
而多酚等膳食成分还与肠道微生物群存在相互作用。肠道微生物群可以将多酚降解为更容易吸收的代谢物，从而提高其生物利用度。多酚可以塑造肠道微生物群并增加其丰度和活性，增强肠道屏障功能。在两者的协同作用下，可能对骨质疏松症的治疗效果最大化。
Wang K,et al.Front Immunol.2023
随着人口老龄化的不断加重，骨质疏松症(OP)已成为三大慢性疾病之一。这种全身性骨骼疾病的特点是骨矿物质密度(BMD)低，骨组织微结构恶化和骨量减少。
世界卫生组织将骨质疏松症定义为骨密度T值低于相应年龄和种族的健康年轻人平均密度2.5或更多标准差。
骨质疏松症的特点是破骨细胞功能增加，随后骨吸收增加，骨形成相应减少。成骨细胞和破骨细胞失衡是骨密度低和骨愈合不良的标志。成骨细胞是骨骼生长和维持的重要细胞，它们形成骨组织。
★ 年龄增加和女性绝经是骨质疏松的最常见原因
骨质疏松症最常见的原因是绝经和年龄，因为骨重塑过程受到雌激素、甲状旁腺激素、炎症细胞因子和维生素D的调节。
因此，老年女性的患病率(30%)高于老年男性(16%)
研究表明，体内激素失衡和局部氧化炎症也可影响破骨细胞和成骨细胞的动态平衡，主要表现为骨微结构退化、骨量减少、骨强度下降。骨髓间充质干细胞的成骨分化和骨内血管生成的下降同时发生，导致骨脆性增加和骨折易感性增加。
每年估计有890万起骨折是由于骨质疏松症而造成的。
由于骨骼是一种可塑性物质，它会根据生理和体外因素不断进行重塑，因此骨吸收增加以及随之而来的骨质流失，呈现出一种复杂的病理生理学，可能受到年龄、激素水平、遗传倾向，以及药物(如糖皮质激素)、生活方式和饮食的影响。
骨质疏松症分为原发性和继发性二大类。
✦ 原发性骨质疏松症
原发性骨质疏松症是指没有明显的诱因或疾病导致的骨质疏松症。它包括与年龄相关的骨质疏松症和绝经后骨质疏松症以及特发性骨质疏松(包括青少年型)。
老年性骨质疏松症：老年性骨质疏松症是一种与年龄相关的骨质疏松症，通常发生在50岁以上的男性和女性。它是由于骨骼的自然老化和骨形成减少而引起的。
老年性骨质疏松症患者的全身性骨质减少，尤其是脊椎、髋部和前臂骨。因此一些老人在不慎摔倒后特别容易出现髋部骨折。
绝经后骨质疏松症：绝经后骨质疏松症是绝经后女性最常见的骨质疏松症类型。在绝经后，女性体内雌激素水平下降，导致骨质流失加速。
绝经后骨质疏松症主要影响脊椎骨和髋部骨，增加骨折的风险。
特发性骨质疏松症：特发性骨质疏松症是指非目前所知的任何原因引起的骨质疏松。它包括特发性青少年骨质疏松和特发性成年骨质疏松，它们的病因和发病机制有很大不同。特发性青少年骨质疏松是一种比较罕见的病症，而特发性成年骨质疏松较常见。
特发性骨质疏松原因尚未明确，可能的原因是骨量的峰值下降造成骨量与同龄人比相对减少。骨量减少可能在早年就已经开始，并持续至成年。
✦ 继发性骨质疏松症
继发性骨质疏松症是由其他疾病、药物或疗法引起的骨质疏松症。它可以是由以下原因引起的：
激素失衡：某些激素失衡，如甲状腺功能亢进、垂体功能减退、库欣综合征(皮质醇增多症)等，都可能导致骨质疏松症。
药物：长期使用某些药物，如糖皮质激素、抗癫痫药物、抗抑郁药物等，也可能导致骨质疏松症。
慢性疾病：一些慢性疾病，如类风湿性关节炎、炎症性肠病、慢性肾病等，会增加骨质疏松的风险。
营养不良：缺乏足够的钙、维生素D和其他营养素，也可能导致骨质疏松症。
其他原因：骨质疏松症还可能与酗酒、吸烟、久坐不动、低体重指数等因素有关。
骨质疏松症是一种骨骼疾病，其主要特征是骨组织的密度和质量下降，导致骨骼变得脆弱和易碎。但骨质疏松症还可能带来以下其他危害：
✦ 骨折风险增加
骨质疏松症使骨骼变得脆弱，易于发生骨折。常见的骨折部位包括腕部、脊椎、髋部和股骨颈。即使是日常活动中的轻微压力或摔倒，也可能导致骨折，严重影响生活质量。
✦ 身体功能受限
骨质疏松症引起的骨折可能导致疼痛、残疾和功能受限。脊椎骨折可能导致身高减少、姿势异常和背部疼痛，严重影响日常活动和生活质量。
✦ 骨骼变形
骨质疏松症使骨骼弱化，容易发生骨骼变形，如驼背(脊柱前屈)和骨质疏松相关的骨折，这可能导致身体外观的改变和功能障碍。
✦ 慢性疼痛
骨质疏松症可能导致慢性骨痛，尤其是脊椎骨折引起的背部疼痛。这种疼痛可能会影响日常活动、睡眠和心理健康。
✦ 增加死亡风险
骨质疏松症相关的骨折，特别是髋部骨折，与较高的死亡风险相关。骨折还可能导致并发症，如感染、血栓形成和肺栓塞等，严重影响患者的生存率。
✦ 经济负担
骨质疏松症和相关骨折对个人、家庭和社会都带来了巨大的经济负担。治疗骨质疏松症和骨折的医疗费用、康复费用和长期护理费用都很高。
骨质疏松症有多种合适的治疗方法，目前的治疗建议包括锻炼、补充钙和维生素D，以及最终的双磷酸盐治疗。
正确的临床管理需要采取分阶段的方法，并仔细考虑具体干预措施的时机。
许多女性在绝经后会出现骨质减少，但尚未达到骨质疏松症的诊断标准；这可能是开始更保守治疗的理想时机，以防止骨质减少发展为骨质疏松症，并可能获得更好的长期疗效。
临床治疗可分为四个主要领域，其侵入性各不相同，分别为改变生活方式、补充营养、药物干预和手术治疗。
对于有骨质疏松症风险的患者，一致建议改变生活方式以防止骨质流失。充足的钙和维生素D、锻炼、戒烟、预防跌倒咨询和避免大量饮酒都是应注意的生活方式，特别是对于有骨质疏松症家族史的人来说。
高纤维饮食有助于预防骨质疏松症
饮食调整和运动是两种最有益和保守的治疗方法之一。对啮齿动物的研究表明，高纤维饮食以及由此增加肠道微生物群中短链脂肪酸的产量，特别是丁酸。
短链脂肪酸似乎可以防止小鼠绝经后和炎症性骨质流失、修复肠道屏障并预防骨质疏松症的发展。这些结果适用于人群，其中膳食纤维消耗增加与骨矿物质密度之间的关联已被证明。
避免使用促进骨质流失的药物
此外，处于骨质疏松症初始阶段或经历骨质减少的个体应避免使用促进骨质流失的药物，例如糖皮质激素。
在糖皮质激素引起骨质流失的情况下，发现饮食中添加山奈酚(一种在水果和蔬菜中发现的黄酮类化合物)可诱导成骨标志物的更高表达，并且在功能上似乎可以改善愈伤组织骨损伤部位形成并减少骨质流失，有效对抗糖皮质激素对骨骼健康的不利影响。
适度运动可以减少骨质疏松的发生
运动已显示出多种有益的健康效应，包括改善肌肉组织以预防跌倒和改善骨矿物质密度。
关于骨骼健康的运动训练，还发表了一篇有价值的文献，他们采用更多的细胞方法来考虑运动有益效果的机制。无论具体的获益机制如何，生活方式改变的证据表明，运动应该成为一线临床建议，以防止患者从骨质减少进展为骨质疏松症。
营养干预措施比较容易实现，而且相对便宜，应考虑将其作为骨质减少和骨质疏松症临床管理的措施。
增加钙与维生素D的摄入
增加钙摄入量并补充维生素D已被证明可以降低骨矿物质流失率，且不会损害肠道微生物群。膳食钙摄入不足的患者应在膳食中分次补充钙(通常为500至 1000毫克/天），将总钙摄入量提高到约1200毫克/天。
需要注意的是，钙的总摄入量(饮食加补充剂)通常不应超过2000毫克/天，因为钙摄入过高可能会出现不良反应，包括肾结石、心血管疾病、消化不良、铁和甲状腺激素失调以及便秘等。
关于维生素D的剂量存在争议。众所周知，维生素 D3(胆钙化醇)可促进小肠中钙的吸收；因此，确保足够的水平是必要的。
益生菌与益生元有助于钙代谢和骨骼健康
益生元和益生菌已被发现有助于治疗各种慢性炎症性疾病，并且越来越多的证据表明它们还有助于钙代谢和骨骼健康。
此外，向长期接受糖皮质激素治疗的小鼠添加益生菌、抗生素或粘液补充剂可预防糖皮质激素诱导的骨质疏松症的发生。
de Sire A,et al.Cells.2022
除了生活方式和其他保守的干预措施之外，骨折风险高或经历过脆性骨折的患者最有可能受益于药物辅助治疗。
双膦酸盐是一类抗骨吸收药物，自20世纪60年代首次用于治疗骨疾病以来，已被广泛使用。不过，渐进式新一线治疗方法越来越受欢迎，例如狄诺塞麦和合成代谢药物，包括甲状旁腺激素相关肽类似物和抗硬化素抗体。
具体药物需要根据患者的情况进行评估
值得注意的是，尽管有许多药物可以支持骨骼平衡和重塑，但它们的成功通常取决于患者对药物治疗的依从性。因此，最好根据患者的骨折风险设计治疗策略，并结合骨矿物质密度和临床风险因素进行评估。
此外，在开始药物治疗之前，所有患者的血钙和25-羟基维生素D水平应在范围内，如果食物摄入不足，应给予营养干预。骨质疏松症的药物治疗可分为抗吸收剂、合成代谢剂或激素调节剂。
重点来了
然而，还有其他方法可以治疗或预防骨质疏松症，这些方法可能更有效且副作用更少。本文接下来讲述的多酚等膳食成分与肠道菌群的协同作用可能就属于一种新型疗法。
多酚是存在蔬菜、谷物、水果、咖啡、茶等植物性食物中的次生代谢产物，具有潜在促进健康作用。
多酚按结构可分为黄酮类、酚酸类、木脂素类、芪类等。
流行病学研究表明，长期食用植物多酚可以预防心血管疾病、癌症、骨质疏松症、糖尿病和神经退行性疾病。
研究人员广泛研究了多酚类物质的有益作用，已知多酚可以增强骨形成并抑制骨吸收。
✦ 淫羊藿苷促进成骨细胞分化、抑制破骨细胞形成
淫羊藿苷(ICA)是8-异戊烯基黄酮苷。研究发现淫羊藿苷可以促进成骨细胞的分化，增加骨密度。骨形成主要通过成骨细胞的增殖和分化促进骨基质的合成和矿化，成骨细胞在骨形成和骨质疏松中发挥重要作用。
淫羊藿苷具有类似雌激素的药理活性，可以刺激成骨细胞的分化和矿化，调节破骨细胞的分化，并增加成骨细胞分化为成熟成骨细胞的数量。
淫羊藿苷抑制破骨细胞的形成，ICA抑制前破骨细胞向破骨细胞的分化。它还抑制参与破骨细胞形成和骨吸收的各种基因的表达。
研究表明，淫羊藿苷可以通过抑制NF-κB的激活，阻断MCF 7和MDA-MB-231诱导的破骨细胞形成。
✦ 芒柄花素增加骨量、减少骨吸收
芒柄花素(FO)是从黄芪中提取的主要异黄酮之一。研究表明，它可以刺激成骨细胞的形成，从而增加骨量，改善骨的微观结构。
芒柄花素还可以抑制破骨细胞的活化。研究表明，芒柄花素可抑制原代骨髓单核巨噬细胞向破骨细胞的增殖和分化，下调破骨细胞骨吸收功能相关蛋白和基因的表达。
✦ 葛根素对骨吸收也有调节作用
葛根原产于中国，历史悠久，是亚洲最常用的中药之一。由于异黄酮含量高，它已被广泛用作绝经后激素疗法的天然替代品。
研究表明，葛根素(PUE)对骨吸收也有调节作用。葛根素能够下调破骨细胞标志基因CTR、CATH-K、NFATc1和c-fos的mRNA水平，表明PUE抑制破骨细胞功能。
在体外，葛根素减弱骨吸收而不损害破骨细胞活力，并通过抑制骨吸收而不改变骨形成来显著防止骨丢失。此外，随着葛根素浓度的增加，葛根素会在体外抑制RANKL诱导的破骨细胞活化、骨吸收能力和F-肌动蛋白环形成。
白藜芦醇和淫羊藿苷控制成骨分化的分子机制
Wang K,et al.Front Immunol.2023
✦ 抗氧化应激
当活性氧的产生和消除不平衡时，就会发生氧化应激。过多的活性氧会导致细胞损伤和凋亡，影响细胞功能，引发疾病。
氧化应激可以影响骨髓间充质干细胞的功能，从而影响间充质干细胞的骨生长和成骨分化。因此，这可能导致成骨细胞功能受损并加速成骨细胞的形成和分化。
多酚化合物含有大量酚羟基，可作为抗氧化剂，防止活性氧引起的损伤。将单线态氧还原为活性较低的三线态氧，从而降低氧自由基产生的概率，终止自由基引发的链式反应。
有研究证据表明，摄入富含食源性多酚化合物的天然浆果，如蔓越莓和蓝莓，可以通过清除自由基来对抗氧化应激，预防和治疗骨质疏松症。
✦ 抗炎作用
多酚类化合物通过负调节炎症途径，特别是对关键的NF-κB转录因子的调节，发挥抗炎作用。雌激素受体能够参与与NF-κB的蛋白质相互作用，导致复合物的形成以及随后NF-κB与特定反应元件的结合。这些特异性反应元件以细胞类型特异性的方式调节NF-κB依赖性基因的转录，在调节炎症过程中至关重要。
例如，可以通过调节转录因子NF-κB并在HMC-1细胞中作为雌激素受体ERK来抑制脂质过氧化和对抗氧化应激。诱导型一氧化氮合酶表达受损会减少炎症因子TNF-1、IL-6、IL-8和NO的产生和释放。这一过程会产生抗炎作用，并有助于减轻骨丢失。
此外，多酚化合物已被证明通过下调受体激活的NF-κB配体(RANKL)来抑制骨吸收，并通过下调NFATc1和炎症介质来直接抑制成骨细胞的产生，从而降低成骨活性。
✦ 激活Wnt/β-Catenin信号通路
Wnt信号通路在骨骼发育和代谢稳态的维持中发挥着关键作用。Wnt相关蛋白或因子可以与卷曲基因受体(Fzd)结合并启动下游细胞内级联反应，从而调节β-Catenin、过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)和RUNX2等靶基因的转录或表达。然后调节成骨细胞形成、分化和成熟的生理过程。
Runx2是成骨细胞特异的转录因子，与成骨细胞的增殖和分化密切相关。
β-Catenin是通路中的关键因子，是Wnt/β-Catenin信号通路的中心调节因子。β-Catenin可以增强碱性磷酸酶(ALP)的活性，同时促进骨骼生长。
在一项研究中，发现淫羊藿苷对大鼠骨髓基质细胞的干预通过刺激β-连环蛋白的激活来增加总β-连环素和核转位。此外，Wnt信号传导成员(β-catenin、Lef1、TCF7、c-jun、c-myc和细胞周期蛋白D)的表达显著上调。
雌激素受体(ERα)的激活可增强成骨基因的表达，从而促进BMSCs的增殖和成骨分化。白藜芦醇是一种非黄酮类多酚有机化合物，具有雌激素样作用。一些研究人员通过白藜芦醇介导的Wnt/β-catenin途径得出结论。白藜芦醇通过刺激Runx2的表达，下调GSK38的表达水平，阻止β-连环蛋白降解复合物的有效形成，确保β-连环素在细胞质中的稳定积累和向细胞核的移位，从而激活Wnt/B-连环蛋白通路，促进成骨分化，提高骨密度，在预防和治疗骨质疏松症中发挥作用。
多酚调节骨形成或骨吸收的多种信号通路
Li Y,et al.Front Pharmacol.2022
✦ 抑制NF-κB通路
NF-κB信号通路在骨代谢中也具有重要作用，并且还可以与其他信号通路相互作用，影响骨质疏松症的进展。
应用芍药苷干预RAW 264.7细胞系分化的破骨细胞模型，观察芍药苷对破骨细胞信号通路的影响。结果表明，芍药苷减弱了p65 NF-κB的磷酸化水平，即抑制了NF-κB信号通路的激活。NF-κB途径是破骨细胞分化的主要生物学途径之一。已经证实，芍药苷通过抑制p65 NF-κB的激活，降低NF-κB信号通路的活性，降低破骨细胞的活性，减少骨吸收，并进一步维持骨稳态。
芍药和蛇籽都是中药，都含有多酚类物质。通过抑制NF-κB信号通路，抑制破骨细胞的产生，来达到骨质疏松的治疗效果。
Wang K,et al.Front Immunol.2023
许多研究还揭示了肠道微生物群与骨质疏松症之间的显著联系。肠道微生物群调节骨稳态，并可以通过多种机制影响骨质疏松症。
这些包括调节其代谢物、影响宿主代谢、改变药物代谢以及调节肠道屏障功能的完整性。一些研究还强调了肠道微生物对胶原蛋白特性的改变，这与骨骼脆弱性密切相关。
肠道微生物群组成的变化会导致肠道炎症并破坏免疫调节网络的平衡，许多研究表明这与骨质疏松症有关。
Seely KD,et al.Int J Mol Sci.2021
1.增加无机盐的溶解度，以改善其在肠壁的吸收
磷酸盐等无机盐的可用性对于成骨细胞的骨矿物质沉积和骨稳态至关重要。这种效应可能部分归因于微生物合成植酸酶将矿物质复合植酸代谢为无机磷酸盐和磷酸肌醇衍生物。
2.增强肠道矿物质吸收表面
通过促进肠上皮细胞和结肠细胞的增殖，介导肠道微生物群稳态，并支持肠道矿物质吸收。结肠细胞代谢的增加已被证明可以促进专性厌氧菌的产生，专性厌氧菌可以代谢纤维，从而增加短链脂肪酸，这对于骨稳态以及其他生理功能都至关重要。
3.恢复和维持肠道上皮屏障
肠道微生物群稳态有助于构建肠道上皮屏障，而健康的肠道上皮屏障可以防止因紧密连接受损而导致的通透性过高。通透性过高或“肠漏”会渗出异常高水平的炎症细胞因子，产生全身炎症并导致破骨细胞过度活跃和骨质退化。
4.通过微生物群代谢物增加骨密度
肠道微生物群产生的短链脂肪酸通过抑制活化B细胞的核因子kappa轻链增强子的活化来提供抗炎作用，从而减少自身免疫炎症。此外，短链脂肪酸，特别是丙酸和丁酸，通过下调TRAF6和NFATc1来抑制破骨细胞生成和骨吸收，从而有效增加骨密度，而不直接改变成骨细胞。
5.减少氧化应激
氧化应激被证明会导致过度的骨细胞凋亡，从而导致破骨细胞生成的失衡，导致骨重塑、周转和损失增加。特异性益生菌可以通过产生几种抗氧化分子(如谷胱甘肽、叶酸和胞外多糖)来缓解氧化应激。此外，几种肠道微生物群产生的短链脂肪酸还可以通过促进抗氧化分子的产生来帮助缓解氧化应激。
6.调节免疫反应
肠道微生物群通过影响与骨细胞密切相关的免疫系统，在维持骨骼健康方面发挥着至关重要的作用。在异常状态下，免疫系统对微生物群刺激的反应会通过T细胞的作用导致循环破骨细胞因子增加。它通过利用宿主完全发育的免疫系统来调节整个身体的反应来实现这一点，从而控制骨转换和密度。
7.增加抗诱变活性
尽管这种能力已在癌症领域得到广泛探索，但某些产乳酸微生物群可以有效的结合诱变剂，例如热解产物和杂环胺在肠道中降低这些化合物的诱变活性。减少DNA损伤可以减少炎症、保护肠壁、增加矿物质吸收并抑制骨质疏松症。
8.增加肠壁钙结合蛋白的表达
增加肠壁钙结合蛋白D9k基因的表达可以增加吸收钙的能力，通过抑制甲状旁腺激素的作用，有效抑制骨降解和促进骨沉积。此外，增强钙吸收以及抑制甲状旁腺激素活性和胰岛素样生长因子1的产生也可以改变破骨细胞和成骨细胞的发育。
9.调节生长因子和激素的分泌
肠道微生物群可以被视为基于大量分泌分子的内分泌器官。具体来说，肠道微生物群通过短链脂肪酸介导的途径促进胰岛素样生长因子1(IGF-1)的产生。已知IGF-1可刺激成骨细胞、破骨细胞和软骨细胞的分化。
肠道微生物群也可能通过皮质醇介导的相互作用增强骨降解。肠道微生物群还调节肠道血清素的产生，这是一种与骨细胞相互作用的分子，被认为可以充当骨量调节剂。
人类肠道微生物群和宿主相互作用，影响骨量的动态平衡，以及骨骼生长、骨骼老化和病理性骨质流失的过程，这催生了骨微生物学领域的兴起。
骨微生物学的最新研究将骨表型的变化与肠道菌群的变化联系起来。平衡、健康的微生物组似乎对于防止骨质流失是必要的，这一假设有证据支持，在小鼠的饮食中补充益生菌可逆转骨质疏松症的致病过程。
Zhang YW, et al.Gut Microbes.2024
✦ 骨质疏松症患者肠道菌群的多样性减少
评估骨质疏松症患者肠道内细菌种群数量和多样性的几项研究检查表明，骨质疏松症成年人的生物多样性似乎有所减少，某些物种如梭菌属(Fusobacterium)，戴阿利斯特杆菌属 (Dialister)，Faecalibacterium，甲苯单胞菌属(Tolumonas)以及拟杆菌属(Bacteroides)和罗氏菌属(Roseburia)减少。
注：上述这些基本都是肠道核心菌甚至是对人体健康非常重要的益生菌。
✦ 肠道菌群影响免疫细胞进而影响骨稳态
事实上，肠道微生物群与骨骼愈合和重塑之间的部分关联是由免疫细胞调节的。
免疫细胞成熟和功能所必需的许多细胞信号级联在一定程度上取决于肠道微生物群在整个生命过程中持续的最佳功能和体内平衡。尽管非常复杂，但近期文献中关于整体骨骼健康与肠道微生物组之间联系的主要假设以T细胞和Th17免疫细胞为中心 。在T细胞依赖性机制中，免疫系统对微生物群刺激的反应会增加循环的破骨细胞因子。
此外，虽然其作用尚不完全清楚，但Th17免疫细胞似乎是破骨细胞群的一个组成部分。因此，可以假设肠道微生物群的任何不平衡可能反过来影响骨稳态所需的关键免疫机制。
除了所提出的T细胞介导的相互作用之外，更广泛的免疫系统对微生物组的反应导致产生许多循环细胞因子和基于细胞的免疫效应物，这些效应物对骨细胞具有显著影响，这表明考虑肠道微生物群的健康可能会有益于骨愈合障碍。
✦ 肠道微生物影响微小RNA进而影响骨骼健康
尽管肠道微生物群对宿主免疫系统的影响有着相对较长的记录历史，但这并不是肠道微生物群影响骨骼健康的唯一潜在机制。类固醇激素、甲状旁腺激素和维生素D代谢物都可能受到微生物群的影响。
此外，细菌衍生的化合物(例如维生素)可能会进入血液并直接影响骨细胞活性。或者，肠道微生物群可能通过对宿主微小RNA (miRNA) 的影响来影响骨质疏松症的发展，宿主微小 RNA 是参与基因表达调节的非编码 RNA 分子。
一些 miRNA 可以影响与骨质疏松症中成骨细胞分化相关的转录物，例如 miRNA-33-5p、miRNA-194和miRNA-433-3p。尽管尚未完全了解，但在支持肠道微生物失调的反馈机制中，微生物群可能会影响宿主 miRNA，进而抑制成骨细胞发育，对骨质疏松修复构成障碍。
总的来说，肠道微生物群通过破骨细胞生成影响骨愈合和重塑有多种潜在途径。
益生菌是一类对宿主有益的活性微生物，定植于人体肠道和生殖系统等部位，能够产生精准的健康益处，改善微生态平衡，发挥有益作用。随着生命结构的不断改变，越来越多的益生菌被开发和利用，这与维持机体功能的稳定密不可分。
除了食品之外，益生菌的应用范围也越来越广，牙膏、啤酒等都在添加益生菌。益生菌对骨质疏松症的调节是一个新兴领域，研究益生菌如何改善骨代谢、预防或治疗骨质疏松症已成为研究热点，并已取得一定进展。
✦ 益生菌恢复肠道微生物平衡利于骨骼健康
目前的研究证据表明，补充益生菌以恢复肠道微生物群及其代谢产物的平衡对骨骼健康有益。
具体来说，被诊断患有炎症性肠病或相关疾病的个体由于肠道微环境的变化和随之而来的菌群失调而经常患有骨质疏松症，并研究了乳双歧杆菌BL-99可以作为有益的益生菌制剂来预防骨质疏松症。
最近的研究还表明，益生菌治疗可以通过抑制IL-6的分泌和肠道炎症反应来抑制卵巢切除术(OVX)诱导的小鼠破骨细胞的活性，从而增强骨量。
例如补充Bacteroides vulgatus ATCC 8482可以缓解骨质疏松小鼠肠道微生物群的失衡，下调脂多糖/TLR-4/p-NF-κB通路，改善腰椎的骨丢失和骨微结构破坏，这表明Bacteroides vulgatus ATCC 8482可能是一种具有改善绝经后骨丢失潜力的益生菌。
✦ 同时补充益生菌对改善绝经后女性的骨质疏松比单一常规药物更有效
目前益生菌防治骨质疏松的研究多集中于动物实验，临床试验报道较少。但一项基于人群的试验表明，在治疗绝经后骨质疏松症方面，施用Bifidobacterium animalis subsp. lactis Probio-M8与常规药物/补充剂的组合比单独使用常规药物/补充剂更有效。
在一项双盲、安慰剂对照研究中，75至80岁且骨矿物质密度较低的女性被随机分配每天口服10^10菌落形成单位的罗伊氏乳杆菌 ATCC PTA 6475或安慰剂，并且结果表明，补充罗伊氏乳杆菌 ATCC PTA 6475可能是预防骨质疏松症的新方法。
此外，在一项随机对照试验中，补充罗伊氏乳杆菌 ATCC PTA 6475有可能预防骨密度低的老年女性肠道微生物群恶化和炎症状态，这可能对骨代谢产生有益影响。
由此可见，越来越多的学者开始从补充益生菌的角度探讨调节肠道菌群及其代谢物的深层机制，益生菌也成为预防和治疗骨质疏松症的潜在候选者。
不同食物中营养素的组成和含量显著影响肠道微生物群的组成和丰度，进而影响骨代谢，调节骨质疏松。
因为一些微生物直接利用某些营养物质作为生长物质的来源，而大量摄入此类营养物质可能会导致细菌丰度增加并作用于骨代谢。例如，链球菌(Streptococcus)， 芽孢杆菌(Bacillus)，丙酸杆菌(Propionibacterium), 拟杆菌(Bacteroides)和梭菌属(Clostridium)等微生物可以利用蛋白质作为氮源，较高的膳食蛋白质摄入量也可以增加其丰度和多样性。
此外，人们还认识到，日常饮食摄入引起的生理环境的变化会影响微生物群落的选择。以膳食脂肪摄入为例，富含脂肪的膳食可能会促进胆汁分泌，以利于脂质的消化，而胆汁酸对细菌的细胞膜有不利影响，这使得胆汁酸对微生物产生强大的选择压力并导致这些肠道微生物群相关代谢物在骨质疏松症的代谢调节中发挥负面作用。
由于多酚抑制炎症因子并参与各种其他机制的能力，多酚已被确定为治疗骨质疏松症和慢性炎症的潜在药物，并且与肠道屏障的功能密切相关。
同时，多酚还可以充当肠道屏障-骨-免疫系统的调节介质和诱导剂。多酚可以通过两种方式影响肠道微生物群，即促进有益细菌的增殖和增加其丰度。
✦ 多酚可作为益生元增加有益菌的丰度
多酚具有益生元的属性并改变人类肠道微生物群组成。富含多酚的食物已被一致证明可以有效改变肠道微生物群。
大多数研究一致证明多酚可以引起肠道微生物群组成的有利改变。具体来说，当个体食用富含多酚的饮食时，人体肠道菌群会发生显著变化，乳杆菌、双歧杆菌、阿克曼氏菌、肠球菌和拟杆菌的数量增加，而梭菌和厚壁菌与拟杆菌的比例显著下降。
富含多酚的食物改变肠道微生物组成的证据
例如，富含多酚的红酒被发现可以刺激肠道微生物群中某些细菌的生长，例如拟杆菌和罗氏菌属。
发酵木瓜汁中发现的某些类型的多酚，例如没食子酸和咖啡酸，可以影响肠道微生物的组成。研究表明，这些多酚可以减少肠球菌、产气荚膜梭菌和艰难梭菌等有害细菌的数量，同时促进双歧杆菌等有益细菌的生长。
此外，某些多酚还可以促进肠道微生物群中真菌的生长。食用富含原花青素的葡萄籽可以增加肠道中乳酸杆菌、梭菌和瘤胃球菌的数量。
蔬菜与水果类似，富含多酚和益生元纤维。摄入胡萝卜中的膳食多酚可以增加拟杆菌和乳杆菌的数量，并减少产气荚膜梭菌、科氏梭菌、球状拟杆菌和肠杆菌。
利用16S rRNA和宏基因组测序分析研究了白藜芦醇对肠道生物屏障的影响。研究结果表明，白藜芦醇对肠道微生物群的多样性和结构具有积极影响。具体来说，它增加了益生菌的丰度并调节肠道微生物群的功能以对抗免疫抑制。
Wang K,et al.Front Immunol.2023
✦ 多酚衍生代谢物具有抗炎作用增强肠道健康
除了上述益生菌作用外，多酚衍生的代谢物可以增强肠道健康和表现出抗炎特性。例如，可可多酚的生物活性代谢物可以增强肠道健康，具有抗炎作用，对免疫系统有积极作用，并降低各种疾病的风险。
摄入多酚可以通过促进短链脂肪酸的产生、增强肠道免疫功能和其他生理过程来改善肠道微生物群的健康效应。
✦ 多酚减少有害细菌的水平
据观察，在含有人类粪便细菌的培养基中加入茶多酚，特别是儿茶素，可以减少有害细菌的水平，包括大肠杆菌、产气荚膜梭菌。
这一发现表明，在肠道环境中引入茶多酚可能对抗这些特定病原菌的增殖。强调了茶多酚对肠道微生物群平衡的积极影响。
还研究了茶多酚对肠道氧化还原状态的影响及其与肠道微生物群的相关性。研究发现螺旋体和拟杆菌属被确定为肠道氧化还原状态的生物标志物，并揭示了茶多酚的益处。
因此，多酚和肠道微生物群之间的协同作用成为治疗骨质疏松症的关键因素。
营养因素也对骨质疏松症有着至关重要的影响，低钙摄入、维生素D缺乏、高磷和钠饮食、过量饮酒以及碳酸饮料的摄入被普遍认为是骨质疏松症的危险因素，而充足的蛋白质摄入有利于骨骼健康。
膳食营养素通过作用于肠道微生物群及其代谢物对骨质疏松症产生影响:
Zhang YW, et al.Gut Microbes.2024
人体的膳食蛋白质摄入可以通过细菌发酵、甲烷化、脱羧反应和硫还原来改变呼吸链中的电子受体，从而对转化为对健康具有不同影响的物质。
✦ 改变细菌生长环境，调整肠道菌群的组成
例如，含硫氨基酸如蛋氨酸和半胱氨酸可以在硫还原作用下生成硫化氢，而氨基酸和肽可以在厌氧菌的作用下通过脱羧反应产生胺类。这些代谢产物改变了细菌的生长微环境，并使细菌获得了一定的生长优势，从而改变了肠道菌群的组成和丰度。
同时，研究表明，高蛋白饮食者的肠道菌群中Bacteroides, Prevotella, Treponema, Fusobacterium, Clostridium perfringens和Bacillus的数量相对于传统饮食者增加，而厚壁菌门的数量减少。这种改变也已被证实与骨质疏松症的逆转一致。
✦ 蛋白质的代谢产物影响骨吸收和骨形成
研究人员揭示，肠道菌群发酵的蛋白质、氨基酸和肽的主要代谢产物是短链脂肪酸，如乙酸、丙酸和丁酸，而短链脂肪酸参与了骨形成和骨吸收的调节。
学者们还发现，肠道厌氧菌能够从甘氨酸、苏氨酸、谷氨酸、赖氨酸、鸟氨酸和天冬氨酸中合成乙酸，从苏氨酸、谷氨酸和赖氨酸中主要合成丙酸。
更重要的是，包括乙酸、丙酸和丁酸在内的短链脂肪酸的调节与骨质疏松症的发生和发展密切相关。与此同时，梭菌属可以利用支链氨基酸（缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸）合成支链脂肪酸，而支链氨基酸和短链脂肪酸也是代谢性疾病如骨质疏松症、肥胖症、2型糖尿病等的潜在调节因素。
膳食脂肪是身体的有效能量来源。先前的研究已表明，膳食脂肪摄入的质量和数量可能会影响肠道微生物群的组成和丰度。
✦ 适量的不饱和脂肪酸可助肠道菌群有益改变
不饱和脂肪酸通过提高拟杆菌门与厚壁菌门的比例来改变肠道微生物群的组成和丰度。Omega-3脂肪酸可导致肠道微生物群的有益改变，包括增加双歧杆菌、乳酸杆菌、链球菌、脱硫弧菌和阿克曼菌。
✦ 高脂饮食会导致骨代谢紊乱和骨质疏松
但大量摄入饱和脂肪酸和反式脂肪酸会增加心血管和骨代谢相关疾病的风险，减少拟杆菌、普雷沃氏菌、乳杆菌和双歧杆菌的丰度，从而可能导致全身炎症、骨代谢紊乱和骨质疏松。
研究发现，长期高脂饮食会导致骨量下降、微生物群失调、肠漏和全身炎症，而低聚果糖或低聚半乳糖的施用可以显著增强肠道微生物群的生物多样性和短链脂肪酸浓度，逆转高肠道通透性和炎症细胞因子，最终预防高脂饮食诱导的骨质疏松症。
研究结果还表明，高脂饮食引起的骨质流失伴随着骨髓脂肪组织的扩张和骨形成的抑制。
高脂饮食对骨骼结构和健康具有至关重要的影响，肠道菌群失衡、肠道屏障恶化、炎症反应、氧化应激、脂肪因子改变和骨髓脂肪组织堆积被认为是潜在的机制。
研究还发现，运动可以预防高脂饮食对男性骨骼健康的多种负面影响，运动引起的肠道微生物群变化(降低厚壁菌门与拟杆菌门的比例)可能表现出一种新的机制，有助于运动诱导的骨骼健康益处。
可消化和不可消化的碳水化合物都可能影响肠道微生物群的组成和丰度，这两者都已被证实可以增加双歧杆菌的数量。各种水果中的可消化碳水化合物（例如葡萄糖、蔗糖和果糖）已被证明会降低拟杆菌和梭菌的丰度。
✦ 高膳食纤维的摄入有助于骨骼健康
难消化的碳水化合物也称为膳食纤维。近年来，随着肠骨轴研究的快速发展，膳食纤维发酵的短链脂肪酸已成为一种重要的介质，重点关注肠道微生物群与骨质疏松症之间的联系。
膳食纤维通过调节拟杆菌门与厚壁菌门的比例来改变肠道微生物群，并改变多种功能途径（包括氨基酸和脂质相关代谢），从而参与骨代谢的调节。研究人员分析了膳食纤维摄入不足的后果，观察到低纤维饮食显著降低了长达三代的微生物多样性，并且补充膳食纤维后微生物多样性无法恢复。
更重要的是，研究人员总结，摄入更多富含纤维的食物（包括粗粮、新鲜水果和蔬菜），再加上充足的运动、适当的饮水和规律的排便，可能有助于维持人体肠道和骨骼的健康，尤其是中老年人，以预防骨质疏松症。因此，食用多种食物中的膳食纤维对维持肠道健康和防止骨质流失至关重要。
肠道菌群在调节宿主健康中发挥着至关重要的作用，不同个体肠道菌群的组成存在显著差异，并受到饮食、环境等多种因素的影响，其中饮食是不可忽视的重要因素。
★ 饮食模式和膳食成分都会影响健康
不同的饮食模式对肠道微生物群的结构、代谢和功能有不同的影响，并参与各种生理活动，如食物消化、营养代谢吸收、能量供应、免疫调节和胃肠道稳态的维持，与骨质疏松症的发生发展密切相关。
此外，饮食不仅会影响肠道微生物群的结构和组成，还会影响其基因和功能。即使是同一属的细菌，在不同饮食模式的影响下，其功能和核心基因也存在显著差异。
纯素食和地中海饮食可以增强肠道微生物群的多样性，促进有益细菌的生长，如双歧杆菌、乳酸杆菌和普雷沃氏菌，而西方饮食可以减少肠道微生物群多样性，增加厚壁菌门与拟杆菌门的比例。
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不同饮食对骨骼健康的影响
通过阅读相关文献，谷禾在这里为大家整理了不同饮食模式对肠道微生物群、代谢物和骨骼健康的影响，如下图：
Zhang YW, et al.Gut Microbes.2024
多元化的饮食更利于骨骼健康
不同的膳食成分可能以时间依赖性的方式塑造肠道细菌群落，并且不同的膳食成分对肠道微生物群的影响显著不同。
因此，合理的膳食结构、正确的膳食习惯和方法、适当的营养配比是保证人体健康的基础，而不合理的膳食结构则是高血压、糖尿病、骨质疏松等多种慢性病的罪魁祸首。在此基础上，还必须根据肠道菌群及其代谢产物对骨质疏松症的调节影响提出合理的饮食建议。
Zhang YW, et al.Gut Microbes.2024
合理的饮食模式融合了地中海饮食、抗炎饮食等健康饮食模式的特点，主要包括食物多样化、高纤维摄入、低糖摄入、低脂肪摄入、高谷物摄入。
合理的膳食结构主要以食物多样化为原则，建议多食用蔬菜、水果、豆类及其制品、鱼类、海鲜，同时少吃红肉和饱和脂肪酸，保证充足的摄入以植物性食物为主，适量动物性食物为主，从而获得种类齐全、数量充足、比例适当的膳食营养素，满足中老年人群维持骨骼健康、预防骨质疏松的生理需要。
合理的饮食模式也为塑造肠道稳态、有益菌繁殖、消除有害菌、维持肠道菌群多样性奠定了坚实的基础。
骨质疏松症作为一种中老年人常见的慢性疾病，在日常生活中如何更好地预防和改善非常重要。
除了常规的日常护理外，肠道微生物群与饮食也起着至关重要的作用。肠道微生物群可以将多酚等膳食成分分解为更容易吸收的有益代谢物，如短链脂肪酸，而多酚可以增加肠道中有益菌的丰度和活性，增强肠道屏障，从而促进骨健康。
两者协同作用下，更大程度地发挥各自的功能和作用，可能作为预防和治疗骨质疏松症的新方法。
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