程義勇 王冬蘭 洪燕 李樹(shù)田 陳偉強 侯玥
(天津衛生學(xué)環(huán)境醫學(xué)研究所，天津，300050)

摘要：目的觀(guān)察復合微量營(yíng)養素對實(shí)驗動(dòng)物應激損傷的預防作用及其提高受試者睡眠剝奪應激適應能力的效果，為尋找減輕應激損傷的營(yíng)養措施提供科學(xué)依據。方法按低、中、高三種劑量給應激大鼠補充復合營(yíng)養素，檢測其曠場(chǎng)行為、應激激素、應激蛋白及抗氧化功能的變化；選60名健康男性青年隨機分為兩組。實(shí)驗組（NS）補充復合營(yíng)養素，對照組（CR）給予安慰劑，共20天。在補充的最后兩天接受睡眠剝奪實(shí)驗。然后測定血漿皮質(zhì)醇濃度、視覺(jué)反應時(shí)，進(jìn)行SCL90心理問(wèn)卷調查。結果應激反應引起實(shí)驗大鼠行為異常改變，血漿皮質(zhì)醇濃度升高，腦組織兒茶酚胺含量減少；應激動(dòng)物肝臟和腦組織中的金屬硫蛋白含量出現變化，血清總抗氧化能力降低而肝組織脂質(zhì)過(guò)氧化物水平增加。補充6周微量營(yíng)養素的應激大鼠行為異常得到逆轉，上述血液和組織的多數生化指標也出現明顯改善。人體觀(guān)察結果表明，經(jīng)過(guò)48小時(shí)睡眠剝奪后對照組的血漿皮質(zhì)醇水平明顯高于實(shí)驗組，而實(shí)驗組的認知能力結果顯著(zhù)優(yōu)于對照組；兩組心理問(wèn)卷的各項得分未見(jiàn)明顯差別。結論補充復合微量營(yíng)養素有利于減輕實(shí)驗動(dòng)物的應激反應損傷，提高受試者在睡眠剝奪條件下的應激適應能力。

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

心理應激及其誘發(fā)的心身疾病能夠對人體健康造成嚴重的危害，已經(jīng)得到很多研究資料的證實(shí)。現代社會(huì )居民的腫瘤、高血壓、冠心病等退行性疾病的發(fā)生率呈現升高趨勢，在很大程度上與其心理應激強度的增加有關(guān)。此外，心理應激還使某些職業(yè)人群的作業(yè)效率受到影響，導致應答能力、邏輯推理過(guò)程出現不同程度的障礙［1］。由此可見(jiàn)，心理應激關(guān)系到我國居民的身體健康和社會(huì )勞動(dòng)效率的重大問(wèn)題，理應受到社會(huì )醫學(xué)和預防醫學(xué)領(lǐng)域有關(guān)專(zhuān)家的重視。
人體的營(yíng)養狀況對于人的生理和心理健康，對于提高機體適應外界環(huán)境的能力具有不可忽視的作用。機體在很多應激反應條件下出現物質(zhì)代謝增強的變化，而且多種營(yíng)養素參與中樞神經(jīng)的能量代謝、神經(jīng)遞質(zhì)合成以及神經(jīng)興奮和抑制的調節等生理過(guò)程［2，3］。在營(yíng)養與應激反應的關(guān)系方面，我們的實(shí)驗室觀(guān)察了有關(guān)維生素、鋅、氨基酸等營(yíng)養素對機體應激反應的調節作用及其機制，表明中樞神經(jīng)的應激損傷與這些營(yíng)養素的攝入量之間存在密切關(guān)系［4-6］。本研究首先探討復合微量營(yíng)養素（CMN）對實(shí)驗動(dòng)物應激損傷的改善作用，并以睡眠剝奪為應激原，進(jìn)一步探討復合營(yíng)養素提高人體應激適應能力的作用，以期為尋找減輕心理應激損傷的營(yíng)養措施提供科學(xué)依據。
一、實(shí)驗材料和方法
1動(dòng)物分組和實(shí)驗程序：選50只健康雄性Wistar大鼠,體重210±20g，隨機分為：對照組（CR）、應激組（ST）、以及應激并補充復合營(yíng)養素（CMN）的3個(gè)組（SS，SM，SL，分別給予低、中、高三種營(yíng)養素劑量）。
實(shí)驗大鼠首先適應喂養1周，第2周開(kāi)始補充CMN。從第5周開(kāi)始對2-5組動(dòng)物進(jìn)行2周足底電擊，并繼續補充營(yíng)養素。2周后斷頭活殺所有實(shí)驗動(dòng)物，取血液和組織樣品待測。應激反應動(dòng)物每天1次置于不銹鋼電網(wǎng)上，間斷給予40-60V足底電擊，誘發(fā)應激反應。每次持續15分鐘，共做2周電擊實(shí)驗。
2動(dòng)物給藥方法：復合微量營(yíng)養素依據大鼠的營(yíng)養素推薦攝入量計算每日用量，按低、中、高三種劑量將每鼠每日需要的CMN均勻混入2g飼料中，待全部吃完后再給予基礎飼料。
3人體觀(guān)察對象：選60名健康男青年，年齡18～22歲，經(jīng)體檢未患臨床疾病。實(shí)驗期間受試者均在集體食堂就餐。將受試者隨機分為實(shí)驗組（NS）和對照組(CR)，每組30名。
4人體實(shí)驗程序：開(kāi)始實(shí)驗時(shí)所有受試者測定有關(guān)指標的基礎數據。然后實(shí)驗組服用復合營(yíng)養素膠囊，對照組服用安慰劑，共20天。實(shí)驗的最后2天對所有受試者進(jìn)行睡眠剝奪48小時(shí)，于實(shí)驗第21天檢測其維生素營(yíng)養狀況、心理學(xué)以及有關(guān)生化指標的變化。
5主要指標測定方法：（1）實(shí)驗大鼠行為測定：曠場(chǎng)實(shí)驗；（2）皮質(zhì)醇測定：采用競爭放射免疫分析方法（北方生物技術(shù)研究所試劑盒）；（3）血清總抗氧化能力測定：南京建成生物工程研究所TAOC試劑盒；（4）兒茶酚胺測定：熒光分光光度法；（5）組織金屬硫蛋白（MT）測定：血紅素-鎘飽和法；（6）復雜視覺(jué)反應時(shí)：使用視覺(jué)反應時(shí)測定儀，檢查記錄反應時(shí)間(秒)和錯誤次數。（7）心理狀況：用“SCL－90癥狀自評量表”進(jìn)行測驗。
6統計學(xué)方法：實(shí)驗結果用X±S表示，兩組間數據的差異采用t檢驗。
二、實(shí)驗結果
1應激動(dòng)物的行為學(xué)變化
表1所列資料表明，應激動(dòng)物（ST組）在曠場(chǎng)實(shí)驗中的潛伏期明顯增加，而穿行和直立動(dòng)作則顯著(zhù)減少。補充CMN的三個(gè)組動(dòng)物雖然受到同樣強度的應激原作用，但其行為異常得到不同程度的改善。中、高劑量組動(dòng)物的多數行為學(xué)指標與對照組之間未見(jiàn)明顯差別。

2應激動(dòng)物體內激素水平的變化
由表2可見(jiàn)，應激動(dòng)物的血漿皮質(zhì)醇水平較對照組明顯升高，隨著(zhù)補充CMN劑量的增加，其皮質(zhì)醇水平出現有規律的下降，高劑量CMN組已經(jīng)還原到對照動(dòng)物的激素水平。腦組織NE和E的含量受應激反應的影響而減少，補充CMN后使之升高，而且3個(gè)劑量組均明顯高于正常對照組。

3應激大鼠抗氧化能力的測定結果
數據顯示，應激反應引起動(dòng)物血清抗氧化能力降低而肝臟過(guò)氧化反應增強。補充CMN有利于減少肝組織中的過(guò)氧化物，并使機體總抗氧化能力得到改善，但后者即使高劑量補充組也未達到對照組水平(表略)。
4動(dòng)物肝臟和腦組織中的金屬硫蛋白含量
應激動(dòng)物肝臟中的MT含量明顯增加，而腦中MT未見(jiàn)顯著(zhù)變化。補充CMN的3組大鼠肝臟MT水平出現更大幅度的上升，腦MT卻現出明顯下降的趨勢（表3）。

5受試者營(yíng)養狀況的變化
實(shí)驗組人員服用復合營(yíng)養素膠囊20天后，其24小時(shí)尿中2種維生素的排泄量均明顯升高，VB2和VC分別達到對照組的18倍和22倍(表略)。
6應激實(shí)驗前后血漿皮質(zhì)醇的變化
對照組經(jīng)過(guò)48小時(shí)睡眠剝奪后血漿皮質(zhì)醇水平明顯高于實(shí)驗前，而實(shí)驗組未見(jiàn)顯著(zhù)改變（表4）。

7睡眠剝奪對受試者認知能力的影響
由表5所列資料可見(jiàn)，兩組受試者學(xué)習記憶能力的在實(shí)驗前后呈現不同程度的改變。實(shí)驗組的視覺(jué)反應時(shí)間顯著(zhù)縮短，錯誤次數減少，而對照組未見(jiàn)明顯變化。

8睡眠剝奪對受試者心理狀態(tài)的影響
本實(shí)驗用SCL－90量表測驗受試者睡眠剝奪后的心理變化，兩組受試者所得各因子分數均未見(jiàn)明顯差別。對其測驗結果進(jìn)行總分和項目數進(jìn)行統計，雖然可以看到一些變化趨勢，但也未表現出有意義的統計學(xué)差異(表略)。
三、討論
應激對機體的影響可以涉及到許多器官和系統，但初始的應激反應發(fā)生在神經(jīng)內分泌系統，即下丘腦垂體腎上腺皮質(zhì)（即HPA軸）和交感神經(jīng)腎上腺髓質(zhì)（SAS軸）兩條途徑［7］。前者主要影響糖皮質(zhì)激素的分泌，而后者則導致兒茶酚胺水平的改變。本研究觀(guān)察了大鼠應激反應條件下血漿皮質(zhì)醇和腦組織兒茶酚胺的含量，可見(jiàn)應激動(dòng)物皮質(zhì)醇水平較對照組明顯升高，但腦組織NE和E的含量減少。這些激素水平的變化反映了動(dòng)物在應激反應條件下神經(jīng)內分泌系統的異常改變，表明本實(shí)驗建立的動(dòng)物應激模型是成功的。
補充微量營(yíng)養素的大鼠雖然受到同等強度的應激原影響，但其發(fā)生的應激反應與單純應激組明顯不同。由實(shí)驗結果可以看到，三個(gè)劑量組動(dòng)物的行為異常都得到明顯改善，特別是潛伏期和穿行格數接近對照組；腦組織NE和E的水平不僅高于單純應激組，而且超過(guò)了正常對照組的水平，表明實(shí)驗動(dòng)物CNS的反應已經(jīng)由抑制狀態(tài)恢復到興奮狀態(tài)，對應激原的主動(dòng)應對過(guò)程得到顯著(zhù)加強。有意義的是，隨著(zhù)補充微量營(yíng)養素劑量的增加，應激大鼠的皮質(zhì)醇水平出現有規律的下降，高劑量組已經(jīng)還原到對照動(dòng)物水平。近年研究資料證實(shí)，血液或尿樣中的皮質(zhì)醇濃度與機體應激反應強度以及健康狀況密切相關(guān)［8］。本實(shí)驗觀(guān)察到的結果表明補充微量營(yíng)養素可以減輕動(dòng)物受到電擊后引起的應激反應，但這些逆轉現象主要是由那些營(yíng)養素引起，其作用機制是什么，尚待深入研究。
應激是調控體內MT合成的一個(gè)重要因素，多種應激原可引起MT在表達水平上發(fā)生改變。Hernandez等［9］研究證實(shí)，束縛應激可使小鼠肝臟MT1、MT2蛋白以及MT1mRNA的水平均明顯升高。本實(shí)驗表明，應激動(dòng)物營(yíng)養狀況的改善誘導肝臟合成更多的金屬硫蛋白，對于清除自由基、減輕應激誘導的過(guò)氧化損傷是不可忽視的保護因素。此外，MT還可通過(guò)其他機制發(fā)揮細胞保護作用，例如，維持必需金屬元素（如鋅、銅等）的自穩態(tài)、保護細胞免受離子化損傷以及對抗親電子物質(zhì)等。這種急性期蛋白在肝臟中的含量增加對于減輕應激損傷具有十分重要的意義。
值得注意的是，在本實(shí)驗中大鼠腦組織的MT在應激狀態(tài)下未發(fā)生明顯改變，而應激同時(shí)補充CMN則導致其水平顯著(zhù)降低。腦應激蛋白的變化受到多種因素的影響。其一，腦MT包含3種亞型，其中MTⅠ和MTⅡ主要分布在星形細胞、微型膠質(zhì)細胞、及脈絡(luò )叢上皮等部位，而MTⅢ主要分布于海馬CA1CA3區錐體細胞、齒狀回顆粒細胞以及大腦皮層等腦區［10］。腦中MT的亞型和分布的復雜性必然使其受應激誘導后的含量變化出現復雜的結果。其二，本實(shí)驗補充多種微量營(yíng)養素，已經(jīng)知道元素鋅可以調節M(mǎn)T的表達；而其他營(yíng)養素與MT的關(guān)系，尚缺乏系統研究。
如上所述，皮質(zhì)醇水平與應激反應強度以及健康狀況密切相關(guān)［8］。本研究中的受試者在受到睡眠剝奪影響以后，實(shí)驗組血漿皮質(zhì)醇濃度低于對照組可以歸因于復合營(yíng)養素增強了機體的應激適應能力；但其皮質(zhì)醇水平與實(shí)驗前比較未見(jiàn)明顯升高卻是機體對應激的反常表現，這可能是睡眠剝奪引起應激反應的特點(diǎn)之一。
本研究利用心理學(xué)儀器方法,比較客觀(guān)的測定受試者的學(xué)習、記憶和推理運算能力。實(shí)驗結果表明，實(shí)驗組兩次測驗的成績(jì)出現明顯變化，第二次的視覺(jué)反應時(shí)間縮短，錯誤次數減少，記憶廣度的分值也有顯著(zhù)增加。而對照組兩次測定的各項指標均未見(jiàn)到明顯差別。這些結果提示，睡眠剝奪這種應激反應對受試者的認知能力產(chǎn)生了一定程度的負面影響；而在應激情況下補充復合營(yíng)養素則有利于維持良好的學(xué)習記憶和思維能力。
營(yíng)養缺乏經(jīng)常引起心理行為改變，甚至某些微量營(yíng)養素的邊緣缺乏也可能造成人或實(shí)驗動(dòng)物對環(huán)境敏感、激惹、焦慮等行為異常反應。而在營(yíng)養狀況良好的個(gè)體，發(fā)生心理異常的幾率則顯著(zhù)降低［11，12］。本研究為受試者補充復合營(yíng)養素20天，實(shí)驗組與對照組“SCL－90癥狀自評量表”測驗結果未出現明顯改善，主要原因可能是填寫(xiě)自評量表的受試人數太少。
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