达能营养中心第九届学术研讨会论文集

程义勇 王冬兰 洪燕 李树田 陈伟强 侯玥
(天津卫生学环境医学研究所，天津，300050)

摘要：目的观察复合微量营养素对实验动物应激损伤的预防作用及其提高受试者睡眠剥夺应激适应能力的效果，为寻找减轻应激损伤的营养措施提供科学依据。方法按低、中、高三种剂量给应激大鼠补充复合营养素，检测其旷场行为、应激激素、应激蛋白及抗氧化功能的变化；选60名健康男性青年随机分为两组。实验组（NS）补充复合营养素，对照组（CR）给予安慰剂，共20天。在补充的最后两天接受睡眠剥夺实验。然后测定血浆皮质醇浓度、视觉反应时，进行SCL90心理问卷调查。结果应激反应引起实验大鼠行为异常改变，血浆皮质醇浓度升高，脑组织儿茶酚胺含量减少；应激动物肝脏和脑组织中的金属硫蛋白含量出现变化，血清总抗氧化能力降低而肝组织脂质过氧化物水平增加。补充6周微量营养素的应激大鼠行为异常得到逆转，上述血液和组织的多数生化指标也出现明显改善。人体观察结果表明，经过48小时睡眠剥夺后对照组的血浆皮质醇水平明显高于实验组，而实验组的认知能力结果显著优于对照组；两组心理问卷的各项得分未见明显差别。结论补充复合微量营养素有利于减轻实验动物的应激反应损伤，提高受试者在睡眠剥夺条件下的应激适应能力。

The Roles of Nutrient Compound in Improving
The Adaptation to Psychological StressCheng YiYong, Wang DongLan, Hong Yan, Li ShuTian,
Chen WeiQiang, Hou Yue
(Tianjin Institute of Health and Environmental Medicine, Tianjin, 300050)

Abstract: ObjectiveTo observe the roles of nutrient compound (CMN) in improving the capacity adapting to psychological stress MethodsIn animal experiment the stress rats were fed diet with added CMN of small,medium and large dose respectively，detecting the behaviors in openfield test, hormones, metallothionein and the antioxidant ability of the rats of nutrientsupplementation and control group In man experiment sixty young male volunteers were randomly divided into two groups of SP and CR SP group was supplemented with CMN while CR group received placebo for 20 days All the volunteers were subjected to 48h sleepdeprival on the last two day in the the supplementation period The contents of vitamin in 24h urine and the cortisol concentration in plasma were detected The congnitive function were tested by the instruments for visual responding timeSCL－90 questionaire was used to survey the psychological health of the volunteers Results Compared with control group, the abnormal behaviors in openfield test, increased cortisol level in serum, decreased epinephrine and norepinephrine contents in brain were observed in stress rats Also stress induced significantly changes of MT levels in liver and brain, and declined antioxidant ability in serum and enhanced lipid peroxidation in liver of the animals The most indicators mentioned above were obviously improved by supplementation with CMN for 6 weeksFor the volunteers the contents of vitamins B2 and C in urine of SP group were significantly increased after supplementation of the nutrient compound, getting up to 18 and 22 times respectively of those in CR group After 48h sleepdeprival the cortisol level in plasma of CR group was obviously higher than that of NS group While the cognitive achievement of the SP was superior to that of CR No marked difference was observed in the scores of two groups in SCL－90 questionaire test Conclusion Supplementation with the nutrient compound was beneficial to raising the capacity adapting to psychological stress and to atetenuating the strssinduced injuries

心理应激及其诱发的心身疾病能够对人体健康造成严重的危害，已经得到很多研究资料的证实。现代社会居民的肿瘤、高血压、冠心病等退行性疾病的发生率呈现升高趋势，在很大程度上与其心理应激强度的增加有关。此外，心理应激还使某些职业人群的作业效率受到影响，导致应答能力、逻辑推理过程出现不同程度的障碍［1］。由此可见，心理应激关系到我国居民的身体健康和社会劳动效率的重大问题，理应受到社会医学和预防医学领域有关专家的重视。
人体的营养状况对于人的生理和心理健康，对于提高机体适应外界环境的能力具有不可忽视的作用。机体在很多应激反应条件下出现物质代谢增强的变化，而且多种营养素参与中枢神经的能量代谢、神经递质合成以及神经兴奋和抑制的调节等生理过程［2，3］。在营养与应激反应的关系方面，我们的实验室观察了有关维生素、锌、氨基酸等营养素对机体应激反应的调节作用及其机制，表明中枢神经的应激损伤与这些营养素的摄入量之间存在密切关系［4-6］。本研究首先探讨复合微量营养素（CMN）对实验动物应激损伤的改善作用，并以睡眠剥夺为应激原，进一步探讨复合营养素提高人体应激适应能力的作用，以期为寻找减轻心理应激损伤的营养措施提供科学依据。
一、实验材料和方法
1动物分组和实验程序：选50只健康雄性Wistar大鼠,体重210±20g，随机分为：对照组（CR）、应激组（ST）、以及应激并补充复合营养素（CMN）的3个组（SS，SM，SL，分别给予低、中、高三种营养素剂量）。
实验大鼠首先适应喂养1周，第2周开始补充CMN。从第5周开始对2-5组动物进行2周足底电击，并继续补充营养素。2周后断头活杀所有实验动物，取血液和组织样品待测。应激反应动物每天1次置于不锈钢电网上，间断给予40-60V足底电击，诱发应激反应。每次持续15分钟，共做2周电击实验。
2动物给药方法：复合微量营养素依据大鼠的营养素推荐摄入量计算每日用量，按低、中、高三种剂量将每鼠每日需要的CMN均匀混入2g饲料中，待全部吃完后再给予基础饲料。
3人体观察对象：选60名健康男青年，年龄18～22岁，经体检未患临床疾病。实验期间受试者均在集体食堂就餐。将受试者随机分为实验组（NS）和对照组(CR)，每组30名。
4人体实验程序：开始实验时所有受试者测定有关指标的基础数据。然后实验组服用复合营养素胶囊，对照组服用安慰剂，共20天。实验的最后2天对所有受试者进行睡眠剥夺48小时，于实验第21天检测其维生素营养状况、心理学以及有关生化指标的变化。
5主要指标测定方法：（1）实验大鼠行为测定：旷场实验；（2）皮质醇测定：采用竞争放射免疫分析方法（北方生物技术研究所试剂盒）；（3）血清总抗氧化能力测定：南京建成生物工程研究所TAOC试剂盒；（4）儿茶酚胺测定：荧光分光光度法；（5）组织金属硫蛋白（MT）测定：血红素-镉饱和法；（6）复杂视觉反应时：使用视觉反应时测定仪，检查记录反应时间(秒)和错误次数。（7）心理状况：用“SCL－90症状自评量表”进行测验。
6统计学方法：实验结果用X±S表示，两组间数据的差异采用t检验。
二、实验结果
1应激动物的行为学变化
表1所列资料表明，应激动物（ST组）在旷场实验中的潜伏期明显增加，而穿行和直立动作则显著减少。补充CMN的三个组动物虽然受到同样强度的应激原作用，但其行为异常得到不同程度的改善。中、高剂量组动物的多数行为学指标与对照组之间未见明显差别。

2应激动物体内激素水平的变化
由表2可见，应激动物的血浆皮质醇水平较对照组明显升高，随着补充CMN剂量的增加，其皮质醇水平出现有规律的下降，高剂量CMN组已经还原到对照动物的激素水平。脑组织NE和E的含量受应激反应的影响而减少，补充CMN后使之升高，而且3个剂量组均明显高于正常对照组。

3应激大鼠抗氧化能力的测定结果
数据显示，应激反应引起动物血清抗氧化能力降低而肝脏过氧化反应增强。补充CMN有利于减少肝组织中的过氧化物，并使机体总抗氧化能力得到改善，但后者即使高剂量补充组也未达到对照组水平(表略)。
4动物肝脏和脑组织中的金属硫蛋白含量
应激动物肝脏中的MT含量明显增加，而脑中MT未见显著变化。补充CMN的3组大鼠肝脏MT水平出现更大幅度的上升，脑MT却现出明显下降的趋势（表3）。

5受试者营养状况的变化
实验组人员服用复合营养素胶囊20天后，其24小时尿中2种维生素的排泄量均明显升高，VB2和VC分别达到对照组的18倍和22倍(表略)。
6应激实验前后血浆皮质醇的变化
对照组经过48小时睡眠剥夺后血浆皮质醇水平明显高于实验前，而实验组未见显著改变（表4）。

7睡眠剥夺对受试者认知能力的影响
由表5所列资料可见，两组受试者学习记忆能力的在实验前后呈现不同程度的改变。实验组的视觉反应时间显著缩短，错误次数减少，而对照组未见明显变化。

8睡眠剥夺对受试者心理状态的影响
本实验用SCL－90量表测验受试者睡眠剥夺后的心理变化，两组受试者所得各因子分数均未见明显差别。对其测验结果进行总分和项目数进行统计，虽然可以看到一些变化趋势，但也未表现出有意义的统计学差异(表略)。
三、讨论
应激对机体的影响可以涉及到许多器官和系统，但初始的应激反应发生在神经内分泌系统，即下丘脑垂体肾上腺皮质（即HPA轴）和交感神经肾上腺髓质（SAS轴）两条途径［7］。前者主要影响糖皮质激素的分泌，而后者则导致儿茶酚胺水平的改变。本研究观察了大鼠应激反应条件下血浆皮质醇和脑组织儿茶酚胺的含量，可见应激动物皮质醇水平较对照组明显升高，但脑组织NE和E的含量减少。这些激素水平的变化反映了动物在应激反应条件下神经内分泌系统的异常改变，表明本实验建立的动物应激模型是成功的。
补充微量营养素的大鼠虽然受到同等强度的应激原影响，但其发生的应激反应与单纯应激组明显不同。由实验结果可以看到，三个剂量组动物的行为异常都得到明显改善，特别是潜伏期和穿行格数接近对照组；脑组织NE和E的水平不仅高于单纯应激组，而且超过了正常对照组的水平，表明实验动物CNS的反应已经由抑制状态恢复到兴奋状态，对应激原的主动应对过程得到显著加强。有意义的是，随着补充微量营养素剂量的增加，应激大鼠的皮质醇水平出现有规律的下降，高剂量组已经还原到对照动物水平。近年研究资料证实，血液或尿样中的皮质醇浓度与机体应激反应强度以及健康状况密切相关［8］。本实验观察到的结果表明补充微量营养素可以减轻动物受到电击后引起的应激反应，但这些逆转现象主要是由那些营养素引起，其作用机制是什么，尚待深入研究。
应激是调控体内MT合成的一个重要因素，多种应激原可引起MT在表达水平上发生改变。Hernandez等［9］研究证实，束缚应激可使小鼠肝脏MT1、MT2蛋白以及MT1mRNA的水平均明显升高。本实验表明，应激动物营养状况的改善诱导肝脏合成更多的金属硫蛋白，对于清除自由基、减轻应激诱导的过氧化损伤是不可忽视的保护因素。此外，MT还可通过其他机制发挥细胞保护作用，例如，维持必需金属元素（如锌、铜等）的自稳态、保护细胞免受离子化损伤以及对抗亲电子物质等。这种急性期蛋白在肝脏中的含量增加对于减轻应激损伤具有十分重要的意义。
值得注意的是，在本实验中大鼠脑组织的MT在应激状态下未发生明显改变，而应激同时补充CMN则导致其水平显著降低。脑应激蛋白的变化受到多种因素的影响。其一，脑MT包含3种亚型，其中MTⅠ和MTⅡ主要分布在星形细胞、微型胶质细胞、及脉络丛上皮等部位，而MTⅢ主要分布于海马CA1CA3区锥体细胞、齿状回颗粒细胞以及大脑皮层等脑区［10］。脑中MT的亚型和分布的复杂性必然使其受应激诱导后的含量变化出现复杂的结果。其二，本实验补充多种微量营养素，已经知道元素锌可以调节MT的表达；而其他营养素与MT的关系，尚缺乏系统研究。
如上所述，皮质醇水平与应激反应强度以及健康状况密切相关［8］。本研究中的受试者在受到睡眠剥夺影响以后，实验组血浆皮质醇浓度低于对照组可以归因于复合营养素增强了机体的应激适应能力；但其皮质醇水平与实验前比较未见明显升高却是机体对应激的反常表现，这可能是睡眠剥夺引起应激反应的特点之一。
本研究利用心理学仪器方法,比较客观的测定受试者的学习、记忆和推理运算能力。实验结果表明，实验组两次测验的成绩出现明显变化，第二次的视觉反应时间缩短，错误次数减少，记忆广度的分值也有显著增加。而对照组两次测定的各项指标均未见到明显差别。这些结果提示，睡眠剥夺这种应激反应对受试者的认知能力产生了一定程度的负面影响；而在应激情况下补充复合营养素则有利于维持良好的学习记忆和思维能力。
营养缺乏经常引起心理行为改变，甚至某些微量营养素的边缘缺乏也可能造成人或实验动物对环境敏感、激惹、焦虑等行为异常反应。而在营养状况良好的个体，发生心理异常的几率则显著降低［11，12］。本研究为受试者补充复合营养素20天，实验组与对照组“SCL－90症状自评量表”测验结果未出现明显改善，主要原因可能是填写自评量表的受试人数太少。
参考文献
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