膳食营养因素对心身疾病的预防作用
军事医学科学院卫生学环境医学研究所,天津 300050
摘要:心身疾病(psychosomatic disease)是以躯体疾患为基础,在其发生、发展、转归和防治过程中,心理因素以及性格缺陷都发生重要影响的一类疾病。社会经济的快速发展, 使人们受到激烈竞争、工作和生活节奏加快、心理压力增加等因素的影响。精神障碍、高血压、冠心病、肿瘤等心身疾病的发生率呈升高趋势,严重影响我国居民的健康水平。
应激反应引起的很多生理、生化和病理改变与机体的营养状况关系密切,特别在是应激诱导的神经内分泌系统、免疫系统以及抗氧化功能变化方面,多种营养素可以发挥调节作用。大量研究证明,改善营养状况可以增加人体对心理应激的适应能力,从而减少心身疾病的发生。本文介绍了有关膳食营养成分(ω-3脂肪酸、碳水化合物、氨基酸以及微量营养素)改善心理异常以及预防心身疾病的研究进展,说明在研究营养因素预防器质性疾病的同时,应当重视研究心理和行为的营养调控过程,探讨膳食营养因素在维护精神健康方面的作用。
关键词:心身疾病 心理应激 脂肪酸 碳水化合物 氨基酸 微量营养素
1 心身疾病及其对健康的影响
心身疾病(psychosomatic disease)是以躯体疾患为基础,在其发生、发展、转归和防治过程中,心理社会因素以及性格缺陷都发生重要影响的一类疾病。国内外对于“心理压力与健康”已经进行了数千个研究项目,得到的共同结论是:经常承受压力的人,导致精神与内分泌系统紊乱,引起心身疾病的危险性明显增加。近年我国社会经济快速发展, 使人们受到激烈竞争、生活节奏加快等许多因素的影响,由此带来的心理冲突和压力逐渐增加。精神障碍、高血压、冠心病、消化道溃疡、肿瘤、脑卒中等心身疾病的发生率呈明显升高趋势,严重影响着我国居民的健康水平。
精神障碍是心理应激引起的常见疾患。根据WHO的资料,全球精神疾患的人数已有3~4亿,其中尤以抑郁症最为突出。全世界造成残疾的10种主要原因中,有5种是精神问题,其中严重抑郁症在10种主要原因中位列第5。人群调查中出现最多的精神障碍是神经症,在知识分子、司机、学生、军人以及其他职业人群中都常见到。神经症的主要表现是睡眠障碍、焦虑症、强迫症、恐怖症以及癔症等,对日常工作和学习影响较大。精神障碍最严重的后果就是自杀。据联合国一项统计资料,意外死亡占人类死亡原因的第三位,而自杀则是意外死亡的第一位原因。及时发现人们的精神异常并采取措施防止其继续发展,是减少意外死亡人数的重要途径。
高血压、心脏病和癌症都是典型的“心身疾病”。我国1995年统计的引起高死亡率的前10位疾病中,精神病是第七位;而处于1、2、4位的脑血管病、恶性肿瘤和心脏病也与心理应激密切相关。我国高血压患者已经超过1亿,并以每年2.5%的速度递增,而且每年造成脑卒中病人150万。根据资料分析,脑力劳动人群的高血压发生率为13%~15%,而普通劳动人群仅有4%~5%。高血压患者的病情在很大程度上受心理变化的影响,与膳食的关系也很密切。心脏病的发生和发展在很大程度上受到情绪波动的影响。有人对哈佛大学学生进行心理测试,跟踪调查35年。研究者发现心理测试中的反应方式可以预测几十年后的健康状况,测试中对应激环境表现出焦虑反应者容易患心脏病,特别是冠心病。美国研究人员调查400余名癌症患者:
72%以上患者在患癌症前不久失去了关系亲密的人;
健康对照组只有10%的人受到心理打击。
对中年美国人(2千人)跟踪研究20年:
具有抑郁倾向的人晚年发生癌症的几率增加一倍。华西医科大学对冠心病、高血压等4种心身疾病患者进行行为研究,也发现多数病人存在焦虑、抑郁等负性情绪体验。
知识分子是心理应激首当其冲的受害者。慢性疲劳综合征(CFS)在一般人群中的发病率为0.2%左右。但在城市知识阶层的发病率则达10%~29%。椐国家体改委公布的调查结果,肩负重担的知识分子平均寿命仅有58岁,比全国人均寿命约低10岁。近5年内中国科学院和北京大学的教授、专家共135人逝世,平均年龄仅有53.3岁。这些人都是我国的优秀人才,
如果注意营养和调节生活方式,将为国家和社会作出更多贡献。
综上所述,心理应激及其诱发的心身疾病关系到我国居民的身体素质和社会发展的重大问题, 理应受到社会科学和预防医学领域有关专家的重视。
2 心身疾病的发病机制
大量研究证明,机体处于应激状态时,可以引起体内神经、内分泌、呼吸、循环、免疫等多个系统发生一系列的心理、生理、生化改变,影响机体内环境的平衡(内稳态),导致器官功能改变,甚至产生结构上的异常。由应激反应发展到心身疾病,与机体内稳态的改变密切相关。
2.1 神经内分泌机制
心理应激可以引起体内两套神经内分泌系统,即交感神经-肾上腺髓质系统(SA轴)和下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统(HPA轴)的改变。随着应激强度的增加,儿茶酚胺和皮质醇的分泌也呈增加趋势。交感神经活动增强引起的血浆儿茶酚胺浓度升高是应激反应的重要特征。人在接受外科手术后数天以及医学生在重大考试前3个月的时间里,血浆儿茶酚胺浓度明显升高。在动物和人身上均已发现5-HT含量下降与其情感障碍同时存在的现象,表明了二者之间的密切关系。应激也可使脑组织中多巴胺(DA)的代谢增强,有时出现耗竭;
糖皮质激素的变化可以反映HPA轴系统的应激反应水平。皮质醇受心理应激影响的情况可在应考学生及初次跳伞学员体内得到证实,其血清皮质醇水平可达到平时2倍之多。初次驾机的飞行员唾液皮质醇含量显著高于对照,而且在飞行后还可观察到其血浆和尿中皮质醇水平的持续升高。
2.2 应激性海马损伤
海马富含各种信使受体,尤其是皮质激素、兴奋性氨基酸和5-HT受体。在应激反应中,它不仅是高位调节中枢,更是应激损伤的敏感区域。研究证实,慢性应激可以使糖皮质激素和中枢兴奋性氨基酸大量释放,造成海马兴奋毒性,从而使海马的锥体细胞萎缩和丢失。许多与慢性应激相关疾病,如疲劳综合症、创伤后应激障碍(PTSD)、抑郁症等患者的海马均呈萎缩状态。另一方面,海马可抑制HPA轴的应激反应,而且可促进应激状态下的HPA轴恢复到基础水平。如果HPA轴持续亢进,使GCs分泌增高,促进脑内兴奋性氨基酸释放,造成海马乃至全脑兴奋性毒性,就导致海马中的GCs受体数量减少,负反馈环路不能建立,从而无法控制应激反应。
2.3 免疫功能的改变
有关心理应激影响免疫功能的研究目前正发展成一个新的学科——心理神经免疫学(psycho-neuroimmunology)。大量研究表明,心理应激可以引起淋巴细胞转化反应下降,使B细胞、T细胞以及T细胞亚群减少,还可产生免疫抑制因子。总之,心理应激通过对免疫功能的多方面影响使机体对疾病的易感性增加。
当实验动物产生“绝望”和“恐惧”心理应激时,可见其血浆皮质醇上升的同时,中性粒细胞粘附性和凝集度(LAA)增加,但单核和淋巴细胞百分比下降,某些细胞因子也可受心理应激影响而变化。即将应考的临床医师在考前两周可出现白细胞介素2(IL-2)下降到最低水平,自然杀伤细胞(NK)活性也急剧降低。宇航员训练时也可检测到类似变化。
2.4 细胞过氧化损伤反应
心身疾病的发生发展在很大程度上与应激诱导的细胞过氧化损伤有关。强烈的精神紧张可诱发机体脂质过氧化反应增强。健康人连续进行紧张的智力测试,15min后可见血浆儿茶酚胺上升约1.5倍,呼出气体中的戊烷含量增加33%。戊烷是体内过氧化反应的产物之一,反映儿茶酚胺介导了活性氧自由基的生成。
研究表明,高浓度儿茶酚胺可通过以下几种机制导致过氧化损伤:(1)高浓度儿茶酚胺使小动脉痉挛,引起组织缺血再灌注,产生活性氧自由基。(2)儿茶酚胺自身氧化过程中产生肾上腺素半醌和去甲肾上腺素半醌,此类化合物传递电子给氧分子,产生超氧阴离子自由基。(3)儿茶酚胺通过β-肾上腺素能受体,促使细胞外Ca2+流入细胞,使细胞内Ca2+显著增加,并由此激活氧自由基产生过程。
2.5其他作用机制
心血管疾病与心理应激的关系由微循环研究得到进一步肯定。受试着因心算任务引起精神紧张,其甲襞微循环(NNFMC)可发生明显改变。镜下可见微血管口径变窄,血液流速减慢,有的出现红细胞聚集和血管袢周围渗出现象。
研究发现,在给2型糖尿病患者在维持注射足够胰岛素的前提下, 分别给以肾上腺素与盐水注射,结果发现肾上腺素可引起血糖明显升高,其血糖增高值是健康对照组的5~6倍,且这一效应维持在5小时以上,而盐水注射的糖尿病患者血糖无明显变化。作者认为糖尿病患者高血糖症的发生与应激引起的神经内分泌调节异常有关。由于2型糖尿病患者对交感肾上腺素能神经刺激敏感性增高,因此,较小的心理应激就可引起明显的高血糖反应。
3 膳食营养状况与心身疾病的关系
根据近年研究资料,应激反应引起的很多生化和病理改变与机体的营养状况关系密切。
营养是一切生命过程的物质基础,在脑发育、脑功能和脑的疾病预防方面起着不可忽视的作用。近年有关营养因素调节脑功能、预防心身疾病的研究也得到了迅速发展。已有不少研究证实,改善营养状况可以增加人体对心理应激的适应能力,从而有效减少心身疾病的发生。我们在研究营养因素预防器质性疾病的同时,也应当重视研究心理和行为的营养调控作用,探讨膳食营养因素在维护精神健康方面的作用。
在营养与应激反应的关系方面已经有不少研究报道。Klevoy等心理学家报道了动物缺铜和心理应激双重因素对于心肌钠含量、血压和其他心血管功能的影响,结果表明铜缺乏时心理应激更容易引起机体损伤。还有学者通过膳食调查研究饮食与精神健康的关系,Cook等人对欧洲1000名居民进行健康问卷调查,发现维生素B1、B12、叶酸和纤维素的摄入可能影响受试者的焦虑水平。
一些国家中的海产品供应量与忧郁症的发生有关:食物中鱼的供应量越多,居民忧郁症的发生率越低。研究者认为,这种现象与海鱼中富含ω-3脂肪酸有关。产后忧郁症也存在这种相关性:乳汁中DHA(一种ω-3脂肪酸)含量低的女性,发生产后忧郁症的危险性高于乳汁中DHA含量高的女性。在对爱荷华老年女性、暴力囚犯和临界性人格异常患者进行的研究中也发现,血清中DHA含量低与忧郁症有关。
由于氨基酸具有神经递质功能(如谷氨酸,氨基丁酸等),或者能够为神经递质的合成提供前体物质(如色氨酸、酪氨酸等),它们在心理调节方面的功能受到特别的重视。2000年的“心理神经药理杂志”报道,当健康女性志愿者体内的氨基酸(苯丙氨酸/酪氨酸)出现急性缺乏时,可导致她们情绪低下、应激评分升高,特别是接触厌恶性心理事件后。表明5-羟色胺和/或儿茶酚胺类神经传递的减弱使机体发生情绪低落的易感性增高。Young观察到,当食物中缺乏色氨酸时,脑中色氨酸和5-HT的含量均降低,并出现情绪低落、攻击行为增加等一系列心理行为的改变。资料表明,儿童多动症的发生与5-羟色胺(血清素)的异常变化有关。
Rosch认为目前大多数新的抗抑郁药都是抑制神经细胞对5羟色胺的吸收,增加其可利用部分。5-HT口服无效,唯一办法是增加色氨酸摄入量,提高5-HT水平。
某些临床状态,包括经前期综合征、食欲过盛、季节性情感紊乱和非典型性抑郁,都倾向于摄入碳水化合物的量增加。大多患者描绘在摄入富含碳水化合物的零食前有焦虑、紧张和抑郁感,而在摄入后就感到平和与放松。但是最初的正面效果易于产生以后的负面结果。
现代社会中的老年痴呆发生率出现增高趋势,与饮食营养也有密切联系。日本自治医科大学对51名老年痴呆患者的饮食习惯进行研究。结果证明,男性患者的能量摄取超过健康者30%;女性患者海藻及蔬菜摄入量少;男女患者的共同特点是,不饱和脂肪酸摄入水平低,膳食DHA和EPA含量不足。
我国居民微量营养素缺乏现象仍然存在。有些精神病学症状与某些维生素缺乏有关。严重缺乏烟酸引起的糙皮病就是一个典型的例子。另外叶酸也与神经发育及神经功能密切相关。叶酸缺乏的特征是其代谢的前体物S-腺苷蛋氨酸处于缺乏水平。鉴于S-腺苷蛋氨酸可能提高大脑5-HT水平而有抗抑郁效果,人们自然就将叶酸缺乏与5-HT相关的抑郁状态联系起来。
维生素A、C、E和元素锌、硒等抗氧化营养素在减轻应激过氧化损伤方面的作用已有很多资料证实。应激同时也诱导体内抗氧化物质的产生,金属硫蛋白(MT)就是近年受到密切关注的一种抗氧化应激蛋白。值得重视的是,MT的表达与合成水平直接受到机体锌营养状况的影响。保持充足的膳食锌供应是提高机体应激适应能力的重要因素之一。锌缺乏可以引起认知行为受损,表现为智商下降,注意力评分减少,以及计算机作业能力降低;同时出现情感行为异常,如抑郁,幻觉,精神分裂症增加等。
铁缺乏(ID)造成少年儿童心理行为异常的问题仍然比较常见。研究表明,婴儿期缺铁性贫血(IDA)可引起精神发育指数降低,多哭闹,不高兴;儿童期IDA使其完成指令性训练发生困难,注意力测试表现不良,而且激惹、不安和破坏行为增加。
总之,膳食营养状况对于机体的应激适应能力具有不可忽视的影响。当人体受到紧张、压力等不良精神因素的危害时,应当采取必要的营养措施,维护机体良好的营养状况,以便减轻应激损伤,减少慢性疾病的发生。
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作者简介:程义勇,男,研究员,博士生导师。中国营养学会副理事长,国家食物与营养咨询委员会委员,达能营养中心(中国)科学委员会委员,营养学报副主编。主要从事营养与脑功能关系研究。 E-mail:chengyiyong@hotmail.com