基于抗氧化剂的功能食品
具有抗氧化活性的中药及其提取物成为近年来抗高原缺氧药物研究新的热点。抗氧化防治高原缺氧类药物大致分为两类:天然药物和化学合成药物。天然药物的代表有红景天苷、人参皂苷、黄酮类等天然药物;化学合成药物主要指抗氧化剂和自由基清除剂,包括β-胡萝卜素、维生素C、维生素E等。
1.天然药物类抗氧化剂
传统中药银杏叶含有黄酮苷和萜类内酯,可清除机体多余的自由基,是其具有抗缺氧作用的物质基础。有研究发现银杏叶提取物可能对预防急性高原病有效。有研究发现银杏叶中的黄酮类化合物槲皮素是一种比地塞米松更有效的抗氧化剂和抗炎剂,可较地塞米松更显著地阻断减压缺氧大鼠的炎症信号通路。另有研究表明槲皮素对高原脑水肿是一种有效的药物,它能有效地抑制炎症和脑水肿的形成,且无任何激素类药物的副作用。该项研究中,槲皮素给药的缺氧动物组的活性氧(ROS)和脂质过氧化物丙二醛(MDA)水平显著降低,超氧化物歧化酶(SOD)显著升高;给予槲皮素和地塞米松两种药物的缺氧动物组的其他抗氧化酶,如GPx和GSH均恢复到了正常水平。
2.自由基清除剂
β-胡萝卜素是类胡萝卜素的一种,而类胡萝卜素由于其特殊的共轭结构使之具有良好的抗氧化能力,是一种良好的自由基猝灭剂,具有解毒作用。β-胡萝卜素是转化成维生素A的前体物质,在一定的条件下β-胡萝卜素在人体内可以转化为维生素A,是维护人体健康不可缺少的营养素,同时可以调节机体的免疫系统,具有一定的抗辐射损伤作用。此外,β-胡萝卜素还具有光保护,预防眼疾、心血管疾病、白内障,防止老化和衰老引起的多种退化性疾病,以及促进儿童生长发育、美容等一系列重要作用。目前β-胡萝卜素主要以胶囊和胶状物的形式作为营养增补剂和着色剂而广泛应用于食品、保健品和药品等领域,是良好的着色剂和营养增补物质。
有研究人员在密闭缺氧实验中用健康雄性昆明小鼠为研究对象,将小鼠随机分为四组(蒸馏水组、β-胡萝卜素低剂量组、中剂量组和高剂量组),对实验小鼠灌胃一周后,进行密闭缺氧实验。结果发现,β-胡萝卜素可明显提高小鼠在密闭缺氧状态下的存活时间,证明β-胡萝卜素具有耐缺氧作用。高原地区海拔高,气候寒冷,氧分压低,长期生活在高原环境中的人群对耐缺氧食品有着特殊的需求。以β-胡萝卜素的生物功能为基础,将β-胡萝卜素直接添加或通过微胶囊技术等现代高新技术处理形成水溶性的物质后,以功能因子的形式添加到功能食品中,以补充到充足的β-胡萝卜素,对提高高原适应能力,维持良好的健康水平有着重要作用。具体来说,主要有两种实现方式:一是作为营养成分在加工过程中加入到饮料、压缩干粮、自加热食品等之中,丰富现有功能食品的营养;二是开发研制新型的满足部队实际需要的高原功能食品(如高原功能性饼干)。
3.基于牦牛奶的功能食品(https://www.daowen.com)
西藏牧民自古以来就生活在平均海拔4000多米的青藏高原独特而恶劣的环境中。这些人在寒冷、缺氧、强紫外线等高海拔环境的极端压力下,以及一年中大部分时间不吃蔬菜水果的简单饮食,仍然能够健康地生活和繁衍。他们的生存在很大程度上依赖于牦牛奶,牦牛乳制品构成了他们日常饮食的主要部分。牦牛乳制品富含功能性和生物活性成分,包括特定的氨基酸和脂肪酸,以及高水平的抗氧化维生素、特定酶和具有益生菌活性的细菌(酸奶是他们主要的食物之一)。一般来说,牦牛奶的营养成分含量高于普通奶牛所产的牛奶。牦牛奶中的总乳固体、脂肪和蛋白质含量几乎是平原奶牛所产牛奶的两倍。相应的,用牦牛奶制成的酸奶也更富含营养成分。每天饮用1 kg牦牛酸奶即可满足中国膳食参考摄入量(DRI)成人需求量中蛋白质的68%、脂肪的62.5%、钾的69%和锌的38%。同时,牦牛乳中富含钙、磷和镁等,营养价值极高。每天摄入的大量的牦牛乳制品对维护西藏游牧民族的健康起着至关重要的作用。
4.基于植物提取物的抗氧化剂补充
许多基于食物的抗氧化剂补充剂在改善运动结果方面显示出一定的前景,包括槲皮素、蓝莓、樱桃汁等。与非常高剂量的单一抗氧化剂或提供增强抗氧化防御的营养素相比,多营养素补充剂可能是更安全的选择,潜在危害的风险更小。推荐富含天然抗氧化剂的饮食,包括大量的各种水果和蔬菜。高海拔暴露会增加机体氧化应激的产生,因此补充抗氧化剂可能有利于健康,并可能有益于工作效能表现。青藏高原有着丰富的野生植物资源,沙棘、大黄、厥麻、红景天等野生植物是开发天然药物功能食品的优良原料。有研究用红景天提取物预处理大鼠,然后将它们放入模拟海拔8000m的低压缺氧舱9 h,结果表明红景天提取物可以通过抑制内皮素(ET-1)、血管内皮生长因子(VEGF)和氧化应激来预防高原脑水肿。动物实验表明,某些天然抗氧化剂可以预防高原障碍,如虎杖苷可通过调节一氧化氮(NO)、血管紧张素Ⅱ(Ang Ⅱ)、内皮素(ET)的合成和释放以及与蛋白激酶C(PKC)通路的相互作用来预防高原肺动脉高压;葛根素可抑制核因子NF-κB信号通路,防治低压缺氧引起的脑损伤;水飞蓟素可抑制活性氧的产生,并通过上调过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和减少谷胱甘肽来增强抗氧化防御,从而有助于大鼠适应应急性缺氧暴露。
目前,抗氧化剂预防急性高原病的研究仅限于动物实验水平,尚需进行人体对照试验和临床试验,以确认其有效性。
5.铁补充剂
利用高原训练复合铁剂补充动物模型研究发现,高原训练复合补充铁剂能增加机体铁蛋白的含量,提高机体铁储备,维持低水平血清转铁蛋白的含量,有效调节机体铁代谢紊乱。适量的补铁可以提高机体血红蛋白值,有利于氧的运输,从而提高机体供能,有利于防治机体因铁缺失造成的运动能力的降低。