张娜 杜松明 张建芬 何海蓉 马冠生
1 北京大学公共卫生学院(北京100191)
2 北京大学食品安全毒理学研究与评价北京市重点实验室(北京100191)
3 中国营养学会(北京100053)
水,作为地球上最常见的物质之一,是膳食的重要组成部分,是一切生命之源。水具有多种生理功能,不摄入水,生命只能维持数日,摄入水而不摄入食物,生命可维持数周,可见水的重要性[1]。机体摄入充足水分并维持适宜水合状态有利于机体健康,有必要制定我国居民适宜水摄入量,来指导我国居民足量饮水。基于我国居民饮水行为调查数据,中国营养学会已制定不同年龄居民适宜水摄入量,但由于缺乏运动人群饮水行为调查数据,暂未制定运动人群适宜水摄入量[2]。需要采用国际认可且规范的量表和方法获得运动人群饮水行为调查数据。本文主要对饮水行为调查方法进行介绍。
水参与多种重要的生理功能。水是人体组织的主要成分,人体内的水约占一个健康成人体重的60%~70%;水参与人体内新陈代谢,是体内生化反应的媒介、生化反应的原料和产物;水可以维持体液正常渗透压及电解质平衡;水可将体内能量代谢产生的热,通过体液传到皮肤,再经出汗和蒸发来调节体温,保持体温的恒定;水还可以润滑器官、关节、肌肉和组织[2]。
正常情况下,水在体内维持动态平衡状态,即保持摄入的水量和排出的水量大致相等。体内水的平衡主要受口渴中枢、神经后叶垂体分泌的抗利尿激素及肾脏功能的影响,其中口渴中枢是调节体内水来源的重要环节[2]。人体内的水有三种来源。对于一般人群来说,饮水或饮料来源的水约为1200 mL,食物来源水分约为1000 mL,三大营养物质代谢所产生的内生水约为300 mL。水的去路有四个方面。对于一般人群来说,肾脏以尿液形式排出水分约1500 mL,皮肤以汗液蒸发形式排出水分约500 mL,肺部通过呼吸作用排出水分约350 mL,肠道以粪便形式排出水分约150 mL[2]。对于运动人群来说,身体活动过程本身热交换引起的汗液丢失和通过呼吸作用丢失的水分会增加[3],运动人群机体水的三个来源和四个去路所占比例和一般人群存在差异,但目前国内运动人群饮水行为的研究尚不足且欠全面。
影响人体水需要量的因素众多,主要有环境因素和个体因素两个方面。环境因素包括气候、环境温度和湿度;个体因素除了受性别、年龄、代谢等因素外,个体的身体活动、膳食习惯和组成等因素也是影响人体水需要量的因素[2]。对于运动人群来说,身体活动能量消耗量、运动频率、运动强度、运动时间等均会影响其对水的需要量[2]。
水摄入量过多或过少都会影响机体的健康。当机体水摄入量过多,超出肾脏排出能力时,可能会引起急性水中毒和低钠血症;而水摄入量过少,机体处于脱水状态会降低机体的认知能力[4],增加机体患肾结石、尿道感染、慢性肾脏疾病等泌尿系统疾病及心血管疾病的风险[5,6]。饮水不足还会降低一般人群和运动人群的身体活动能力[7,8]。获得运动人群饮水行为科学数据、制定运动人群适宜水摄入量,有助于促进运动人群足量饮水,进而促进机体健康、提高身体活动能力。
在我国成年居民和儿童饮水行为调查数据的基础上,中国营养学会建议温和气候条件下生活的轻身体活动的成年人每日饮水1500~1700 mL[9]。我国尚缺乏运动人群饮水行为数据,尚未针对运动人群等制定水适宜摄入量推荐值,需要采用国际认可且规范的饮水行为调查方法,开展更多的运动人群饮水行为调查,获得更多的科学数据,进一步完善水适宜摄入量的制定。
饮水行为调查方法主要包括:1)可采用权威统计数据分析法,此方法可获得包装饮用水和饮料消费量,但无个人详细数据;2)可采用膳食询问法、膳食记录法、食物频率问卷法等膳食调查法获得饮水行为数据,此方法准确率低且获得的饮水行为信息较为有限;3)可采用回顾性饮水调查法获得饮水行为数据,此类方法具有回忆偏倚;4)可采用1~5天24小时饮水记录法、连续7 天24 小时实时饮水记录法获得饮水行为数据;5)可采用称重法结合食物成分表法或称重法、双份饭法结合化学分析法获得食物水分数据等[10]。国内外运动人群饮水行为调查方法不一,多采用膳食调查方法获得饮水行为数据,数据欠准确且获得的饮水行为信息不够详细[10],有必要采用针对性强的运动人群饮水行为调查方法。国内外普遍认可、规范且准确的方法是采用连续7天24小时实时饮水记录法调查饮用水和饮料中的水,采用双份饭法、称重法结合化学分析法调查食物水分摄入量。对于运动人群来说,需要增加运动相关的饮水行为调查内容。
总水摄入量包括饮水和饮料中摄入的水和食物中摄入的水。饮水行为调查方法主要包括两个方面,即水及饮料摄入量调查方法和食物水调查方法。另外,年龄、身高、体重、身体活动、环境等因素也是影响饮水行为的重要因素,获得这些数据有利于更好地分析和利用饮水量数据。
连续7 天24 小时实时饮水记录法,是采用调查问卷结合量具和《常见饮料量表》作为参考数据,来调查短期水及饮料饮用行为的方法[11,12]。
此方法所使用的调查问卷《7天24小时水、饮料及汤类食物摄入调查表》如表1。此问卷是在一般人群饮水行为调查问卷基础上,征求专家意见,参考相关文献[11,13],自行设计并在饮水行为调查实践中不断完善而形成。调查表需先附上调查研究的卷首语,填写调查对象的基本信息,再填写调查条目。调查条目包括8 个调查时间点:餐前、早餐、早午餐之间、午餐、午晚餐之间、晚餐、晚餐后、夜间;15 个饮品或食物种类:生活饮用水、包装饮用水、风味饮料、茶类饮料、碳酸饮料、果蔬汁类饮料、蛋白饮料、特殊用途饮料、固体饮料、咖啡类饮料、植物饮料、纯牛奶、茶水、鲜榨果汁、酒类、含酒精饮料、其他类饮料;饮用或食用单位包括:杯、袋、根、口、瓶等;饮用或食用地点包括5类:家、单位、学校、餐厅、其它娱乐场所;饮用量,单位为mL 或g;添加物(如糖),单位为mL或g;饮品编码(按照饮品或食物种类编码,便于后期录入和统计分析)。在连续7 天24 小时内,调查对象将每次所喝饮品或使用食物的“名称”、“数量”、“饮用或食用单位”、“饮用或食物地点”、“饮用总量(mL或g)”和添加物实时记录在此表格中,每天填写1 张。针对运动人群,需增加运动相关饮水行为的条目,包括饮水时间,即需注明饮水时处于运动前、中或后,注明饮水时是否处于训练期或比赛期;饮水类型需更加详细,如饮用自制运动饮料,需注明添加的成分及水量。
表1 24小时水、饮料及汤类食物摄入调查表
注意事项:如身体有特殊情况,如感冒、发烧、咽部不适、咳嗽、月经期等需在调查表中说明;上午指的是清晨起床~中午12:00,下午指的是中午12:00~晚饭前,晚上指的是晚饭~夜晚睡觉前,夜间指的是夜晚睡觉后~清晨起床前;在调查开始前,还应向调查对象介绍常见水盛放用具可容纳的毫升数,以便于其估计饮水量。
量具:可为调查对象发放带有刻度的杯子(杯子可由研究者定制,精确度为10 mL或5 mL),使其在每次饮水/饮料前后量取饮用的量,使饮水数据更为精确[12]。
同时,结合市售常见包装水和饮料汇总常见包装水及饮料的毫升规格数,以辅助调查对象估计饮用量。
连续3 天24 小时食物水分调查法,是在连续3 天包括2 个工作日和1 个非工作日内,采用《3 天24 小时膳食调查表》,结合双份饭法、称重法以及化学分析法,分析食物中摄入的水量[11,12]。
《3天24小时膳食调查表》如表2。调查条目包括3个时间点即上午、中午、晚上的食物摄入情况和不定点的零食摄入情况。针对每次进食的食物,分别填写食物名称、就餐地点、个人食用前重量(g),个人食用后重量(g),取样重量(g)。食物样本按照种类编码,便于后期录入和统计分析。
表2 食物水摄入调查表
双份饭法和称重法:将每个人当天所吃食物均准备两份,一份备食用,另一份备取样用;以个人为单位(而不是全家),将连续3 天每天所吃的所有食物在食用前和食用后分别称量(g),得出所摄入的食物重量后,在另一份备用食品中称取相应重量的食物放入密封袋封紧。
化学分析法:采用食品中水分的测定(GB 5009.3-2016)方法测定所取样品中的食物水分含量,每类食物均做平行样,两次结果误差不超过5%。食物水分%=(烘前容器及样品重-烘后容器及样品重)/实验室取样重量×100%。食物水摄入量(mL)=个人食用量×食物水分%÷1.0 g/mL。匀浆后的剩余样品放置在-20℃冰箱中冷冻保存,以备复查[12]。
2.3.1 问卷调查
可采用《身体活动情况问卷》了解调查对象在饮水行为调查7天内参加的轻、中、重度身体活动情况。问卷包括身体活动的种类、频率和时间(分钟)以及静坐的时间。在经过培训的调查员的指导下,问卷由调查对象自行填写。
2.3.2 可穿戴设备
可使用可穿戴式设备,即使用三轴加速度计人体能耗监测仪监测和记录调查对象在饮水行为调查期间内的身体活动情况。所有调查对象需要连续佩戴加速度计7日,除游泳、沐浴、睡觉以外均不能摘除,仪器从发放后的第一天凌晨开始记录数据,于第七天24点结束记录数据,发放的第八天收回。数据回收后,通过分析软件ActigraphActilife version 6.11.4 进行处理。佩戴时间达到10 小时及以上,即可判定为有效数据日。使用Freedson VM3 Combination(2011)方程进行运动能耗预测,使用Freedson Adult(1998)方程进行运动强度预测,使用Troiano Adult(2008)方程进行身体活动划分。
2.3.3 身体活动水平分级标准
调查对象的身体活动水平依据身体活动代谢当量(metabolic equivalent,MET)值进行划分[14,15]。代谢当量(METs)是常被用来评定活动时氧气消耗量与能量消耗的一个变量[14-17],1MET被定义为无活动时,一个人安静坐着的耗氧量,约为3.5 mlO2/kg·min,换算为能量消耗,约为1 kcal/kg·h[17]。低水平身体活动是指METs<3.0 mlO2/kg·min,相当于热量消耗<3.5 kcal/min,最大摄氧量<50% mL/kg·min,日常生活活动如做饭、洗衣等家务属于低水平身体活动。中水平身体活动是指MET 处于3.0~6.0 mlO2/kg·min,相当于热量消耗处于3.5~7.0 kcal/min,最大摄氧量处于50%~60%mL/kg·min,跳舞、瑜伽、高尔夫、太极拳等属于中水平身体活动。高水平身体活动是指METs>6.0 mlO2/kg·min,相当于热量消耗>7.0 kcal/min,最大摄氧量>60%mL/kg·min,跳绳、跑步、打篮球等属于高水平身体活动[18]。
体格测量:采用统一的身高体重测量仪进行测量;或采用体成分仪调查体成分;具体方式可结合调查地设备状况及调查人群年龄情况而定。
温湿度记录:采用温湿度计测量调查7 天内的调查对象所处环境中上午10:00 及下午3:00 的湿度和温度,并记录[12]。
《一般情况调查问卷》:包括性别、年龄、身高、体重、民族、职业、文化程度、家庭收入、吸烟状况、空调配置、皮肤排汗情况、渴觉情况、疾病状况(头痛、背痛、便秘等)、排尿习惯、疾病史等。在经过培训的调查员的指导下,调查对象自行填写。对于运动人群,可增加其近一个月的运动习惯如运动强度、运动频率等问题。
《水及饮料消费知识和态度调查》:用于了解调查对象长期水和饮料摄入量。问卷共三个主要方面约35项。第一方面为饮水知识,如生理功能、饮水与健康、水分来源、水分排出途径、饮水方式、饮水时间、饮水种类、含糖饮料与健康、含糖饮料添加成分、含糖饮料种类的选择、饮品的食品标签、含糖饮料代替水的可能性、各种包装水的区别、各种包装水对健康的影响;运动饮料与健康、身体活动能力的关系;第二方面为饮水态度,如水的重要性认识、选择含糖饮料的原因、选择包装饮用水的原因、选择白开水的原因、改变不良饮水习惯的意向、饮水知识接收途径;第三方面为饮水行为,包括饮水方式、饮水时间、口渴频率、饮水种类、饮水次数、餐间饮水、含糖饮料饮用频率、含糖饮料饮用时间、含糖饮料饮用地点、包装饮用水购买的选择、包装饮用水饮用频率、包装饮用水饮用时间、包装饮用水饮用地点、白开水饮用频率、运动饮料的选择与饮用。在经过培训的调查员的指导下,调查对象自行填写。对于运动人群,可增加其对饮水类型如电解质饮料、能量饮料等与身体活动关系等知识的问题。
调查前需对调查员进行统一培训,考核合格后方可进行调查。调查组制定工作手册,采用统一的调查表格和调查方法,并进行现场督导,对其中出现的问题及时进行解答和纠正。每天由专人对饮水记录表进行审核,以确保记录的完整性和准确性。调查食物水时,由专人负责提示调查对象在就餐时配合食物称重及避免混合不同种类食物。调查员进行食物称重前将电子天平置于水平桌面,按照规范统一操作对天平进行校准,并始终保持电子天平表面干燥清洁,两名调查员为一组,一名负责读数,一名负责记录与核对,每天由专人对所有食物水分记录表进行审核,以确保记录的完整性和准确性。
建立规范的水摄入量调查方法,对于促进开展运动人群水相关研究有着重要作用。规范统一的调查方法也是各研究间数据进行比较的前提和基础。我国需要开展更多针对运动人群、覆盖更多地域、覆盖全季节的饮水行为研究,为制定不同运动强度运动人群水适宜摄入量提供科学数据,为开展饮水与健康宣教提供科学依据,以促进运动人群足量饮水,并最终促进运动人群的健康、提高其运动能力。