鐘延強(qiáng)，魯瑩

·專家論壇·

高原部隊(duì)多維元素類營養(yǎng)補(bǔ)充劑研究進(jìn)展

鐘延強(qiáng)，魯瑩

鐘延強(qiáng)，教授，藥劑學(xué)博士，美國Michigan大學(xué)博士后?，F(xiàn)任第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室主任，博士研究生導(dǎo)師，全軍藥劑專業(yè)委員會副主任委員，上海市藥學(xué)會理事，上海市藥劑專業(yè)委員會副主任委員。主要從事生物大分子藥物的控緩釋和靶向給藥系統(tǒng)方面的研究。承擔(dān)國家“863”、軍隊(duì)科技攻關(guān)、上海市科委等研究課題多項(xiàng)，在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)刊物發(fā)表研究論文80余篇，出版專著4部，獲國家發(fā)明專利授權(quán)9項(xiàng)，培養(yǎng)研究生33名。獲新藥證書1個，軍隊(duì)特需藥物證書、生產(chǎn)批文3個，新藥臨床批文3個。2007年獲明治乳業(yè)生命科學(xué)獎，2005、2007和2011年先后三次入選第二軍醫(yī)大學(xué)“5511”學(xué)科人才庫。

營養(yǎng)素補(bǔ)充劑是以補(bǔ)充人體所需營養(yǎng)素為目的，由一種或數(shù)種經(jīng)化學(xué)合成或從天然動植物中提取的營養(yǎng)素為原料制成的產(chǎn)品，其中維生素和微量元素的補(bǔ)充劑即多維元素類營養(yǎng)補(bǔ)充劑占重要地位。營養(yǎng)補(bǔ)充劑對于營養(yǎng)不良造成的健康問題具有有效的治療作用。孕婦和在特殊環(huán)境中生活工作的人群對營養(yǎng)元素的需求顯著高于正常人群，對于他們而言，營養(yǎng)補(bǔ)充劑的作用更為重要。本文在分析目前國內(nèi)外營養(yǎng)補(bǔ)充劑的應(yīng)用現(xiàn)狀、比較現(xiàn)有不同營養(yǎng)劑配方的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國高原地區(qū)的地理狀況、氣候特點(diǎn)、軍民飲食習(xí)慣以及營養(yǎng)狀況調(diào)查分析，闡述適合高原部隊(duì)作訓(xùn)營養(yǎng)補(bǔ)充劑研發(fā)的必要性，為高原部隊(duì)多維元素類營養(yǎng)補(bǔ)充劑的研究設(shè)計和開發(fā)應(yīng)用提供理論依據(jù)。

高原部隊(duì)；營養(yǎng)補(bǔ)充劑；多維元素

營養(yǎng)補(bǔ)充劑以現(xiàn)代營養(yǎng)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)和循證醫(yī)學(xué)等為理論基礎(chǔ)，通過調(diào)整人們飲食中各項(xiàng)營養(yǎng)元素或生物活性物質(zhì)的攝入量，發(fā)揮補(bǔ)充、調(diào)節(jié)作用，達(dá)到增強(qiáng)體質(zhì)、改善人體功能和代謝平衡、降低疾病發(fā)生風(fēng)險的目的。某些特殊狀態(tài)下的人群或患者如孕婦、嬰幼兒、青少年等，由于營養(yǎng)吸收少、消耗或者丟失過多，日常飲食無法滿足其對某些營養(yǎng)物質(zhì)的需求，需要使用營養(yǎng)補(bǔ)充劑。還有一類人群由于其工作或生活環(huán)境的特殊性，也非常需要營養(yǎng)補(bǔ)充劑對某些營養(yǎng)物質(zhì)或因其所處環(huán)境所導(dǎo)致的特定營養(yǎng)元素的缺乏進(jìn)行補(bǔ)充，以避免環(huán)境、飲食、生活習(xí)慣所帶來的營養(yǎng)不良問題。這些人群包括高原地區(qū)作業(yè)人群、艦艇或潛艇工作人員、高強(qiáng)度體力消耗人群等。某些高強(qiáng)度體力消耗人群如運(yùn)動員、飛行員的營養(yǎng)補(bǔ)充通常由專門的營養(yǎng)人員負(fù)責(zé)調(diào)配補(bǔ)充，而針對高原地區(qū)、海島地區(qū)、水面部隊(duì)等特殊環(huán)境下長期工作和生活人群的營養(yǎng)補(bǔ)充劑研究在我國目前基本處于空白狀態(tài)，特別是適用于高原部隊(duì)的營養(yǎng)補(bǔ)充劑研究未見報道。

我國高原地區(qū)(海拔3000m以上)約占國土總面積的1/6，戰(zhàn)略地位十分重要。高原地區(qū)低氣壓、低氧、寒冷、風(fēng)沙、紫外線輻射等多種環(huán)境因素，會改變機(jī)體的多種蛋白和酶的活性，進(jìn)而對機(jī)體的生理功能、生化代謝和營養(yǎng)代謝產(chǎn)生不同程度的影響[1]。高原地區(qū)特殊環(huán)境造成的人體維生素缺乏，使得人體中與營養(yǎng)代謝密切相關(guān)的消化系統(tǒng)功能發(fā)生明顯改變，主要表現(xiàn)為食欲減退、脫水、營養(yǎng)缺乏和體重下降等[2]。有研究表明，高海拔地區(qū)藏族兒童整體營養(yǎng)狀況較差，營養(yǎng)不良發(fā)生率較高，其遲緩發(fā)育和體重過輕與海拔高度有關(guān)[3]。隨著海拔升高，人體對能量和各種營養(yǎng)素，尤其是抗氧化營養(yǎng)素的需求量有所增加，而國內(nèi)目前針對高原居民的膳食指南還大多停留在“八五”期間的高原營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)水平上，高原人群的營養(yǎng)素攝入量普遍不能滿足機(jī)體的需要，營養(yǎng)素缺乏癥時有發(fā)生[4]。相較高原地區(qū)居民，駐高原部隊(duì)大多來自平原地區(qū)，惡劣的高原環(huán)境、繁重的訓(xùn)練任務(wù)、特殊的飲食習(xí)慣所造成的營養(yǎng)缺乏問題已成為高原部隊(duì)非戰(zhàn)斗減員、戰(zhàn)斗力下降的重要原因之一[5]，因此研發(fā)適用于高原部隊(duì)的營養(yǎng)補(bǔ)充劑尤為重要。

1 高原部隊(duì)營養(yǎng)狀況調(diào)查分析

我國高原地區(qū)包括青藏高原、內(nèi)蒙古高原和云貴高原等，約占陸地面積的26.04%，且邊防線長，駐軍部隊(duì)多。高原氣候具有光資源豐富、空氣稀薄、熱量資源不足等特征。高原居民具有獨(dú)特的膳食習(xí)慣，其傳統(tǒng)食品主要有糌粑、酥油茶、甜茶、牛羊肉、青稞酒等，這些食物中包含了機(jī)體生命代謝所需要的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物、維生素和微量元素等，例如酥油茶葉中含有大量的茶堿、咖啡因、維生素B1、B2和維生素C等物質(zhì)。

由于高原地理環(huán)境及交通狀況復(fù)雜，新鮮蔬菜供應(yīng)從品種、數(shù)量上都較內(nèi)地缺乏，采購和貯存難度大，導(dǎo)致維生素供給量不足[6]。高原空氣稀薄、氣壓低，水的沸點(diǎn)低(80～90℃)，食物須用高壓鍋烹飪，大量的維生素類在高溫時易被破壞。高原部隊(duì)官兵胃腸道功能減退[7]，維生素吸收率降低。尤其高原駐軍人員多為內(nèi)地移居高原，飲食習(xí)慣不同于藏民，因而進(jìn)入高原地區(qū)后官兵的營養(yǎng)不良問題更為突出，嚴(yán)重影響了部隊(duì)的健康和戰(zhàn)斗力。

為設(shè)計適用于高原部隊(duì)的多維元素營養(yǎng)補(bǔ)充劑，我們曾兩赴高原地區(qū)基層部隊(duì)調(diào)研，同時對高原地區(qū)各部隊(duì)營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行了總結(jié)分析。

1.1 高原寒區(qū)某高炮部隊(duì)膳食營養(yǎng)調(diào)查 對駐地海拔3700m高寒地區(qū)高炮部隊(duì)三個連隊(duì)的官兵進(jìn)行連續(xù)7d的膳食調(diào)查，隨機(jī)抽測各類維生素生化指標(biāo)，結(jié)果表明該部官兵的維生素B1、維生素C和鐵元素均超出軍標(biāo)要求，而維生素A、維生素B2、微量元素鈣的攝入量未達(dá)到軍隊(duì)營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，尤其維生素A的攝取量僅為標(biāo)準(zhǔn)的34.98%，已具營養(yǎng)缺乏病體征(表1)[8]。

表1 高原寒區(qū)某高炮連隊(duì)官兵每人每日能量及各種營養(yǎng)素攝入量Tab.1 Daily intake of various nutrients of antiaircraft gun troops

1.2 高原某部反恐訓(xùn)練膳食營養(yǎng)調(diào)查 對地處海拔4500m地區(qū)的88名接受反恐訓(xùn)練的戰(zhàn)士進(jìn)行了連續(xù)7d的營養(yǎng)調(diào)查，結(jié)果顯示該部官兵維生素B1、E和元素鐵、碘的攝取量明顯高于軍隊(duì)營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而維生素A、B2、C、D和鈣、鋅、硒攝取量均低于軍標(biāo)(表2)，此結(jié)果除維生素C的攝取量變化較大外，基本與表1結(jié)果一致[9]。

表2 高原某部反恐訓(xùn)練官兵每人每日能量及各種營養(yǎng)素攝入量Tab.2 Daily intake of various nutrients in an anti-terrorism training troops

1.3 某部高原適應(yīng)性訓(xùn)練期間膳食營養(yǎng)調(diào)查 為了解部隊(duì)入駐高原適應(yīng)性訓(xùn)練期間的營養(yǎng)供給情況，采用稱重法連續(xù)5d對78名入駐高原的官兵進(jìn)行維生素缺乏癥體檢，并進(jìn)行問卷調(diào)查。依據(jù)GJB826A-2000《軍人食物定量》[10]和GJB823A-1998《軍人營養(yǎng)素供給量》[11]評價膳食質(zhì)量，結(jié)果表明該部人員在適應(yīng)性訓(xùn)練期間已出現(xiàn)維生素A、B2、B3、C、D及微量元素硒的缺乏(表3)[12]。通過表3中與表1、表2基本類似的結(jié)果，可以看出非高原長駐部隊(duì)進(jìn)入高原后因?yàn)楦咴磻?yīng)、飲食不適等原因很快出現(xiàn)多種營養(yǎng)的缺乏，提示應(yīng)注意及時對進(jìn)入高原地區(qū)執(zhí)行緊急任務(wù)的人員進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)充。

表3 某部高原適應(yīng)性訓(xùn)練期間各類營養(yǎng)素每日攝入量與軍標(biāo)比較Tab.3 Daily intake of various nutrients of plateau adaptability training troops

1.4 高原汽車兵血清半胱氨酸(Hcy)、葉酸和維生素B12的測定及相關(guān)性分析 Hcy代謝異常與多種血管疾病密切相關(guān)，而葉酸、維生素B12是Hcy代謝的重要輔助成分。葉酸、維生素B12缺乏是高Hcy血癥的原因之一。和平等[13]對36名駐守在海拔3700m高原9個月以上的健康男性汽車兵與40名駐守在海拔1500m的健康男性汽車兵進(jìn)行了血清中Hcy、葉酸和維生素B12的比較，結(jié)果見表4，高原組血清中Hcy顯著高于平原組(P＜0.05)，而葉酸和維生素B12水平均顯著低于平原組(P＜0.05)，表明駐高原地區(qū)汽車兵因缺乏葉酸和維生素B12導(dǎo)致Hcy升高，需要進(jìn)行葉酸和維生素B12的補(bǔ)充。

表4 高原組和平原組汽車兵血清Hcy、葉酸、維生素B12測定結(jié)果Tab.4 Comparison of Hcy, folic acid, vitamin B12concentration in serum

2 高原多元維生素片的處方設(shè)計依據(jù)

總結(jié)分析高原地區(qū)部隊(duì)營養(yǎng)情況調(diào)查數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)高原部隊(duì)維生素B1、E和鐵元素、碘元素的攝取量可基本滿足我軍現(xiàn)行營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)，而對維生素A、B2、B3、C、D和鈣、鋅、硒的攝取量均低于軍標(biāo)。根據(jù)高原部隊(duì)營養(yǎng)狀況和營養(yǎng)補(bǔ)充劑研究現(xiàn)狀，我們以市售多維元素片21金維他處方為基礎(chǔ)，設(shè)計了高原用多維元素片，主要設(shè)計依據(jù)如下：

2.1 維生素 高原缺氧初期，食欲減退易使維生素攝入量不足，同時機(jī)體對缺氧的代償和適應(yīng)反應(yīng)會增加維生素的消耗，從而導(dǎo)致維生素缺乏癥狀，降低人體缺氧耐力。維生素、復(fù)合維生素及維生素加微量元素均可不同程度提高機(jī)體缺氧耐力和缺氧適應(yīng)力[14-15]。按照高于海平面供給量的標(biāo)準(zhǔn)額外補(bǔ)充維生素，可使高原官兵體內(nèi)維生素保持較好的水平，提高耐缺氧能力，加快高原習(xí)服過程。

高原部隊(duì)的維生素A缺乏較典型，夜盲癥發(fā)病率高。新型高原多維元素類補(bǔ)充劑通過加入維生素A原即β-胡蘿卜素以增加維生素A劑量。β-胡蘿卜素能根據(jù)體內(nèi)維生素A的營養(yǎng)狀況轉(zhuǎn)化成維生素A，提高了補(bǔ)充劑食用的安全性和有效性；β-胡蘿卜素不但具有維生素A的功效，而且還具有較強(qiáng)的抗氧化作用，以及對抗紫外線、提高免疫力、預(yù)防心血管疾病等作用，適合生活在高原環(huán)境下的人群服用。

維生素C具有眾多生物學(xué)功能，如機(jī)體的氧化還原過程、造血、解毒[16]等。當(dāng)機(jī)體進(jìn)行大負(fù)荷運(yùn)動或高原運(yùn)動時，每天補(bǔ)充適量的維生素C可明顯降低訓(xùn)練引起的氧化應(yīng)激[17]。Frei等[18]研究發(fā)現(xiàn)對多數(shù)成年人來說維生素C最佳攝入量為200mg/d，該劑量可最大程度地發(fā)揮其有益作用并規(guī)避副作用風(fēng)險。美軍駐寒冷或高原環(huán)境部隊(duì)人員維生素C攝入量為250mg/d，高于平原和軍人營養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn)。

生物素(維生素H)是合成維生素C的必要物質(zhì)，在高原補(bǔ)充維生素C的同時補(bǔ)充適量的生物素可進(jìn)一步保證維生素C的充足供應(yīng)。維生素P(由柑橘屬生物類黃酮、蕓香素和橙皮素構(gòu)成)能防止維生素C被氧化而受到破壞，每服用500mg維生素C時，最少應(yīng)服用100mg維生素P以增強(qiáng)協(xié)同作用。

在高原，紅細(xì)胞增多會引起血液黏稠度增加，不利于血液循環(huán)。針對這種情況，服用適量維生素E可有效抑制血小板聚集，降低血液黏稠度，以促使更多的鐵元素游離至血中，同時還可以提高機(jī)體的抗氧化能力[19]。

維生素E與維生素C之間還存在協(xié)同作用，同時補(bǔ)充可進(jìn)一步提高抗氧化能力[20]。大劑量維生素C、維生素E可以對抗氧自由基，對脂質(zhì)過氧化損傷有明顯保護(hù)作用。有研究指出，維生素B12和葉酸與高原肺心病的發(fā)病有一定的關(guān)系，適量補(bǔ)充可有效預(yù)防高原肺心病的發(fā)生[21]。

2.2 礦物元素 高原地區(qū)機(jī)體的造血功能會明顯增加，紅細(xì)胞增生和血紅蛋白增加有利于氧的運(yùn)輸和機(jī)體對低氧環(huán)境的適應(yīng)。鐵是血紅蛋白的重要成分，因此鐵的供給量應(yīng)當(dāng)充足。高原部隊(duì)營養(yǎng)調(diào)查結(jié)果顯示鐵元素攝取量基本達(dá)到軍隊(duì)營養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)要求，因而在高原多維營養(yǎng)補(bǔ)充劑中，鐵元素的劑量基本保持不變。

硒是人體必須微量元素，是谷胱甘肽過氧化物酶的組成成分，具有抗氧化作用。硒參與輔酶A和輔酶Q的合成，在機(jī)體代謝、電子傳遞中起重要作用。硒還與非特異性免疫、體液免疫、細(xì)胞免疫有關(guān)。前期調(diào)查研究表明高原官兵硒攝入量普遍較少，未達(dá)軍隊(duì)標(biāo)準(zhǔn)[22]。Duffield等[23]考察不同量的硒對新西蘭成人血液中谷胱甘肽過氧化酶活性的影響，結(jié)果顯示90μg/d的硒攝入量可以使血漿谷胱甘肽過氧化酶達(dá)到最高活性，39μg/d的攝入量可使其活性達(dá)到最高值的2/3[23]。因此產(chǎn)品配方中按軍人日膳食營養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn)(GJB823A－1998)劑量為50μg/d添加硒元素，可以提高駐高原軍人的耐缺氧能力和免疫力。

2.3 其他營養(yǎng)素 高原缺氧的特殊環(huán)境使駐軍官兵進(jìn)行訓(xùn)練或運(yùn)動后易產(chǎn)生疲勞感且不易恢復(fù)。研究表明，服用一定量的氨基酸維生素制劑能明顯提升高原官兵軍事作業(yè)能力，有效對抗疲勞引起的彈跳力和握力下降，從而發(fā)揮預(yù)防和快速消除疲勞的作用[24]。郭長江等[25]根據(jù)人體營養(yǎng)需要以及高原營養(yǎng)代謝特點(diǎn)設(shè)計了復(fù)合氨基酸、維生素、礦物質(zhì)配方，灌胃給予小鼠20d后，通過急性耐缺氧試驗(yàn)觀察小鼠缺氧后生存時間變化，結(jié)果證明復(fù)合維生素、礦物質(zhì)配方具有抗缺氧效果；在喀喇昆侖山海拔3700～5100m處調(diào)查了某單位飲食的膳食營養(yǎng)狀況，發(fā)現(xiàn)含有16種維生素、8種礦物質(zhì)的復(fù)合營養(yǎng)素制劑——高原維康制劑對官兵的營養(yǎng)狀況和耐低氧能力均有改善作用。有研究認(rèn)為復(fù)合營養(yǎng)補(bǔ)充劑的抗疲勞機(jī)制可能與增加糖原儲備和提高機(jī)體抗氧化能力有關(guān)[26]。肖立寧等[27]研制了氨基酸維生素制劑并探討其對力竭運(yùn)動大鼠的抗疲勞作用，發(fā)現(xiàn)復(fù)方氨基酸維生素制劑可增加肌糖原和肝糖原含量，減少大鼠疲勞運(yùn)動時多種代謝產(chǎn)物的生成，從而發(fā)揮抗疲勞作用。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)方氨基酸維生素制劑可通過減輕下丘腦超微結(jié)構(gòu)改變和降低神經(jīng)遞質(zhì)水平來提高中樞抗疲勞能力[28]。Elango等[29]對氨基酸氧化實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，認(rèn)為健康成年男性的亮氨酸最高耐受攝入量以500mg/(kg·d)為宜。因此我們在設(shè)計新型高原部隊(duì)多維元素補(bǔ)充劑時，添加了一定量的氨基酸，以達(dá)到提高官兵軍事作業(yè)能力、有效對抗疲勞的效果。

高原脫發(fā)和指甲凹陷癥是西藏、青海、新疆等高原地區(qū)的常見病，生物素具有維持皮膚正常功能的作用，補(bǔ)充生物素可能減輕高原指甲凹陷癥的癥狀。因此本品配方中參照中國居民膳食營養(yǎng)推薦攝入量的標(biāo)準(zhǔn)30μg/d添加生物素，而軍人日膳食營養(yǎng)素供給量標(biāo)準(zhǔn)(GJB823A－1998)中尚未有生物素的推薦攝入量。

3 展 望

目前經(jīng)國家食品藥品監(jiān)督管理局(SFDA)審批的系列多維元素制劑配方多數(shù)是針對老年、兒童和孕婦等人群的營養(yǎng)缺乏現(xiàn)狀設(shè)計的，對特殊環(huán)境和特殊人群缺乏針對性。高原部隊(duì)官兵維生素和礦物質(zhì)缺乏的原因復(fù)雜，包括飲食狀況、高原惡劣氣候以及高負(fù)荷訓(xùn)練等。針對高原部隊(duì)研制的多維元素類營養(yǎng)補(bǔ)充劑——高原多維元素片，較相應(yīng)民用產(chǎn)品更加適合高原部隊(duì)在缺氧作業(yè)環(huán)境下的維生素、礦物質(zhì)補(bǔ)充，對預(yù)防營養(yǎng)缺乏，提高軍人對高原低氧環(huán)境的適應(yīng)能力，增強(qiáng)部隊(duì)生存力和戰(zhàn)斗力具有重要意義。該產(chǎn)品本身有較強(qiáng)的抗氧化作用，還能起到對抗紫外線、提高免疫力、預(yù)防心血管疾病等作用，適合高原環(huán)境下的人群服用，且在提高我軍衛(wèi)生裝備能力和水平同時還可向民用轉(zhuǎn)化，從而提高高原地區(qū)居民營養(yǎng)水平。

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Progress in the study of multivitamins and minerals nutritional supplements for troops stationed in high altitude regions

ZHONG Yan-qiang, LU Ying
Department of Pharmaceutical Science, College of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China
This work was supported by the “11th Five-year Plan” National Science-Technology Special Foundation (2008ZXJ09013-001)

Nutritional supplements are products intended to supplement and improve the diet, and they contain one or more dietary ingredients (including vitamins, minerals herbs or other botanicals, amino acids, protein and other substances) or their constituents. Supplement of vitamins and trace elements play an important role in the nutritional supplements. Supplements play a direct role in health by filling the nutritional gap and preventing diseases caused by nutritional deficiencies, especially for certain groups of the population who require higher than normal requirements, for example, pregnant women and people working in special environment. We reviewed the use of dietary supplements at home and abroad, and compared the formulations of different kinds of dietary supplements in the market. Based on the investigation of dietary habits and nutritional status of the residents and troops stationed in high altitude regions, the necessity of nutritional supplements suitable for troops stationed in high altitude area is discussed, considering the plateau geography and climate characteristics in China. Meanwhile, a theoretical guidance for the formula and the production of multivitamin dietary supplements suitable for troops stationed in high altitude area is provided.

plateau troops; dietary supplements; multivitamin

R82

A

0577-7402(2013)11-0873-06

10.11855/j.issn.0577-7402.2013.11.001

2013-05-14；

2013-09-13)

(責(zé)任編輯：李恩江)

200433 上海 第二軍醫(yī)大學(xué)藥學(xué)院藥劑學(xué)教研室(鐘延強(qiáng)、魯瑩)