膳食抗氧化劑攝入對(duì)老年人認(rèn)知功能的影響

張慧，陳瑤鑫，郭琪，王紅

1.上海中醫(yī)藥大學(xué)研究生院，上海200120；2.上海健康醫(yī)學(xué)院康復(fù)學(xué)院，上海201318

衰老是一種伴隨著身體功能和認(rèn)知功能衰退的生理過(guò)程，認(rèn)知功能下降影響記憶力、注意力、空間學(xué)習(xí)、執(zhí)行功能等，最終可能進(jìn)展為輕度認(rèn)知功能障礙甚至癡呆，從而加重老齡化社會(huì)的負(fù)擔(dān)，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)干預(yù)來(lái)減少認(rèn)知障礙的發(fā)生對(duì)公共衛(wèi)生十分重要。氧化應(yīng)激增加是衰老的特征之一，也是認(rèn)知障礙發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)。由于老年人體內(nèi)抗氧化防御機(jī)制減弱，近年來(lái)，外源性抗氧化劑的攝入對(duì)認(rèn)知功能的影響越來(lái)越受到關(guān)注,膳食中含有大量的生物活性化合物具有抗氧化功能，它們的攝入可通過(guò)維持和恢復(fù)氧化，對(duì)認(rèn)知能力下降有保護(hù)作用，但是目前關(guān)于膳食抗氧化劑的研究較少。該文從衰老過(guò)程中的氧化應(yīng)激和認(rèn)知障礙發(fā)生機(jī)制，以及膳食中不同抗氧化劑攝入對(duì)認(rèn)知功能的影響進(jìn)行以下綜述。

1 衰老過(guò)程的氧化應(yīng)激

在腦老化過(guò)程中，神經(jīng)元和小膠質(zhì)細(xì)胞加快凋亡，線粒體功能紊亂，釋放更多活性氧（ROS）和活性氮（RNS）[1]，代謝為超氧化物和羥基自由基，誘導(dǎo)氧化還原信號(hào)級(jí)聯(lián)的活性增加，從而導(dǎo)致突觸功能受損，進(jìn)一步增加氧化應(yīng)激和氧化損傷。在衰老或神經(jīng)變性模型中[2]，線粒體產(chǎn)生過(guò)量的過(guò)氧化物與Cu/Zn-SOD（SOD1）過(guò)量表達(dá)與相關(guān)長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)（LTP）受損有關(guān)，促使N-甲基-D-天冬氨酸受體（NMDA受體）介導(dǎo)的突觸傳導(dǎo)下降，影響空間記憶和執(zhí)行功能。另外，大腦抗氧化系統(tǒng)表達(dá)較低，相對(duì)于其他組織更易受到氧化損傷，并且隨著年齡增長(zhǎng)，神經(jīng)元葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白減少，大腦中葡萄糖攝取減少，依賴葡萄糖的無(wú)氧氧化提供的能量減少，而且線粒體氧化磷酸化系統(tǒng)（OXPHOS）功能降低[3]，ROS增加，線粒體DNA損傷，從而導(dǎo)致惡性循環(huán)。

衰老進(jìn)程中的氧化還原狀態(tài)的改變和免疫系統(tǒng)的失調(diào)可導(dǎo)致全身炎癥狀態(tài)的升高，這兩種變化過(guò)程均通過(guò)氧化應(yīng)激誘導(dǎo)的氧化還原失衡引起炎癥介質(zhì)的激活。神經(jīng)炎癥的區(qū)域差異可以將細(xì)胞從快速可逆的氧化還原信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸瘬p傷，并且促進(jìn)腦老化和神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生或進(jìn)展中的區(qū)域特異性變化[4]。氧化應(yīng)激在年齡相關(guān)的疾病發(fā)展中也起著重要作用，比如糖尿病、心血管疾病、代謝綜合征、癡呆等[5]。前瞻性研究發(fā)現(xiàn)較低的谷胱甘肽水平與參與者執(zhí)行功能下降有關(guān)，這也反映了氧化應(yīng)激不僅與認(rèn)知功能下降有關(guān)[6]，并且是出現(xiàn)在炎癥反應(yīng)作用之前的早期生物標(biāo)志物。

2 抗氧化劑的防御機(jī)制

抗氧化劑是抑制氧化反應(yīng)的化合物，可以中斷自由基增殖或抑制自由基形成[7]，幫助清除引起過(guò)氧反應(yīng)的物質(zhì)，淬滅O2ˉ，防止過(guò)氧化物產(chǎn)生。有效的抗氧化劑具有干擾自由基連鎖反應(yīng)能力，并含有酚類或芳香環(huán)，這些抗氧化劑可以為氧化過(guò)程中形成的自由基提供H，自由基中間體通過(guò)芳香環(huán)內(nèi)電子共振離域穩(wěn)定下來(lái)，由此中斷氧化鏈反應(yīng)[8]，減輕蛋白質(zhì)、脂質(zhì)和DNA的氧化損傷。

隨著年齡的增長(zhǎng)，機(jī)體抗氧化防御機(jī)制的重要組成部分—抗氧化酶（超氧化物歧化酶、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶等）數(shù)量減少，個(gè)體對(duì)氧化應(yīng)激的適應(yīng)性也隨之下降。不過(guò)除了人體產(chǎn)生的抗氧化酶外，低分子量抗氧化劑，如谷胱甘肽、礦物質(zhì)、維生素、類胡蘿卜素、輔因子和多酚類也對(duì)細(xì)胞和生物體的抗氧化防御機(jī)制至關(guān)重要?？寡趸瘎┮彩且环N神經(jīng)保護(hù)劑，可以阻止突觸障礙和神經(jīng)凋亡，改善認(rèn)知功能。

3 抗氧化劑攝入和認(rèn)知功能

近年來(lái)，外源性抗氧化劑攝入作為一種非藥物療法受到廣泛關(guān)注，目前外源性抗氧化劑的攝入主要是抗氧化劑補(bǔ)充劑和膳食中抗氧化活性物質(zhì)的攝入?？寡趸瘎┭a(bǔ)充劑在運(yùn)動(dòng)員中應(yīng)用較多，能預(yù)防或減少氧化應(yīng)激，減少肌肉損傷，改善運(yùn)動(dòng)功能。研究發(fā)現(xiàn)，均衡攝取抗氧化營(yíng)養(yǎng)素有助于衰老過(guò)程中的整體健康，但是抗氧化劑補(bǔ)充劑對(duì)中老年人認(rèn)知健康的效果有限[9]，與之相反的是有很多研究證明了富含抗氧化劑的膳食模式[10]或攝入富含抗氧化活性的營(yíng)養(yǎng)素[11]對(duì)認(rèn)知功能有較積極的影響。

3.1 膳食模式

地中海飲食（mediterranean diet,MD）是法國(guó)、意大利、希臘和西班牙等地中海國(guó)家倡導(dǎo)的對(duì)人類健康有益的膳食模式，特點(diǎn)是攝入較多的蔬菜、豆類、新鮮水果、非精制谷物、堅(jiān)果和橄欖油，適度攝入魚乳制品和紅酒以及少量攝入紅肉。地中海飲食和MIND（mediterranean-DASH diet intervention for neurodegenerative delay,MIND）飲食都是富含抗氧化劑的膳食模式，地中海飲食以植物性食物、橄欖油為主，再加上適度的海鮮、少量肉類。地中海飲食被認(rèn)為是非常健康的膳食模式，能降低心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)預(yù)期壽命。眾所周知，地中海飲食可以改善認(rèn)知功能，降低降低阿爾茨海默?。╝lzheimer’s disease,AD）患病風(fēng)險(xiǎn)[10]。而MIND飲食則基于地中海和DASH飲食的膳食成分，強(qiáng)調(diào)攝入天然性植物性食物，限制動(dòng)物和高飽和脂肪食物的攝入量，對(duì)漿果和綠葉蔬菜的攝入量有特定要求。在長(zhǎng)達(dá)12年的隨訪中，Diane等[12]發(fā)現(xiàn)MIND飲食對(duì)不同地區(qū)的人群有良好的適用性，堅(jiān)持MIND飲食可降低輕度認(rèn)知功能障礙或癡呆風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 營(yíng)養(yǎng)素

3.2.1 多酚 多酚對(duì)認(rèn)知功能的保護(hù)作用的潛在機(jī)制可能與其抗氧化和抗炎特性有關(guān)。多酚[13]通過(guò)抑制活性氧的產(chǎn)生，脂質(zhì)過(guò)氧化，細(xì)胞凋亡，蛋白質(zhì)氧化，金屬螯合和細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)的損傷來(lái)減少氧化反應(yīng)引起的神經(jīng)元損傷和死亡。膳食多酚主要來(lái)自于植物性食物，包括蔬菜、水果、谷物、咖啡、茶、橄欖油和堅(jiān)果，目前研究較廣泛的與認(rèn)知功能相關(guān)的多酚是黃酮類化合物、白藜蘆醇、姜黃素等。Cinta等[14]在地中海飲食的基礎(chǔ)上將基線認(rèn)知正常的老年人隨機(jī)分為3組：地中海飲食加橄欖油組、地中海飲食加堅(jiān)果組以及對(duì)照組，經(jīng)過(guò)5年的隨訪發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組各方面認(rèn)知功能均有顯著下降，但加橄欖油組的參與者注意力、執(zhí)行功能和整體認(rèn)知較對(duì)照組好，加堅(jiān)果組的參與者記憶功能較對(duì)照組更佳，同時(shí)3組均無(wú)癡呆病例。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明在阿爾茨海默病模型小鼠的腦室內(nèi)注射白藜蘆醇，可逆轉(zhuǎn)Aβ蛋白引起的炎癥反應(yīng)和線粒體功能障礙的變化，對(duì)認(rèn)知障礙和神經(jīng)退行性變具有保護(hù)作用[15]。Jay等[16]對(duì)絕經(jīng)后婦女長(zhǎng)期補(bǔ)充低劑量白藜蘆醇，發(fā)現(xiàn)參與者的整體認(rèn)知功能和言語(yǔ)記憶方面有顯著改善，減緩老年女性的認(rèn)知功能下降速率。關(guān)于姜黃素的人體研究較少，其體外研究[17]證明能清除一氧化氮自由基并保護(hù)大腦免受脂質(zhì)過(guò)氧化以及清除羥基自由基來(lái)防止DNA氧化損傷，有著強(qiáng)大的抗氧化活性，對(duì)正常衰老的恒河猴使用姜黃素[18]，能改善其工作記憶。

3.2.2 維生素E和硒 維生素E和硒是膳食中比較常見的抗氧化劑，前者在堅(jiān)果、食用油中含量豐富，后者則常見于海鮮中。維生素E[19]是由α-、β-、γ-和δ-生育酚和相應(yīng)的生育三烯酚組成，其中α-生育酚可抑制蛋白激酶C,從而抑制了單核細(xì)胞NADPH氧化酶的組裝和自由基產(chǎn)生活性，而硒[20]可以調(diào)節(jié)Ca2+通道，降低ROS水平，增加GPx和谷胱甘肽（GSH）活性。

MCI患者血漿總抗氧化能力和α-生育酚水平[21]較認(rèn)知正常老人更低，但血漿硒狀態(tài)[22]與認(rèn)知能力無(wú)關(guān)。很多研究開始探尋維生素E抗氧化劑與認(rèn)知功能的關(guān)系，但是維生素E和硒補(bǔ)充劑對(duì)改善認(rèn)知似乎沒(méi)有益處[23]。不過(guò)膳食模式中較高的維生素E攝入量與較好的總體認(rèn)知、執(zhí)行功能、即時(shí)回憶和語(yǔ)言流暢性有關(guān)，每天食用含α-生育酚的食物也能延緩隨年齡增長(zhǎng)的認(rèn)知衰退[11,24-25]。Barbara等[26]給參與者每天食用1粒巴西堅(jiān)果（富含硒），可改善硒缺乏狀態(tài)，6個(gè)月后實(shí)驗(yàn)組的語(yǔ)言流暢性和結(jié)構(gòu)測(cè)驗(yàn)得分也明顯提高。但研究人員分析解剖數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，大腦皮質(zhì)硒水平與攝入海鮮的量成正比，但硒水平和阿爾茨海默神經(jīng)病理學(xué)無(wú)關(guān)，膳食中硒攝入量與認(rèn)知的關(guān)聯(lián)性還需要進(jìn)一步研究[27]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著老齡化趨勢(shì)的加重，延緩老年人認(rèn)知功能衰退，預(yù)防老年癡呆有至關(guān)重要的意義，膳食療法是不可或缺的一種方法。大部分研究都說(shuō)明了膳食中攝入抗氧化劑對(duì)老年認(rèn)知衰退有較積極影響，不管是富含抗氧化劑的膳食模式（地中海飲食或MIND飲食模式）或者膳食中抗氧化活性物質(zhì)（多酚、維生素E和硒）的攝入都能延緩老年人認(rèn)知衰退的速度，對(duì)阿爾茨海默癥有著一定的預(yù)防作用，而抗氧化劑補(bǔ)充劑（維生素或礦物質(zhì)補(bǔ)充劑）對(duì)認(rèn)知的影響并不顯著。但是值得注意的是，均衡攝入營(yíng)養(yǎng)素有助于衰老過(guò)程的整體健康，單一營(yíng)養(yǎng)素的過(guò)度攝入對(duì)認(rèn)知功能和健康都是不利的，并且單一抗氧化劑攝入也無(wú)法對(duì)抗病理生理?xiàng)l件下誘導(dǎo)的氧化應(yīng)激，甚至可能干擾體內(nèi)氧化還原平衡。因此，關(guān)于膳食中攝入抗氧化性食物的量及與老年人健康老齡化的關(guān)系還需要進(jìn)一步研究。