劉玉猛 孫志偉 徐慶 張碰 張新勝 張永 劉釗 劉英華

摘 要：目的：觀察坑道作業(yè)人員服用脂菌營養(yǎng)包聯(lián)合高鈣鋅奶后疲勞相關(guān)指標(biāo)的變化情況。方法：選擇某坑道施工單位作業(yè)人員100名，年齡18～41歲，按照工種分層隨機(jī)分為對照組和試驗(yàn)組，每組各50名，對照組每日飲用高鈣鋅奶（含Ca 150 mg/100 g、Zn 1.2 mg/100 g）2次，每次227 mL;試驗(yàn)組每日在對照組基礎(chǔ)上加用脂菌營養(yǎng)包2次，每次1包。連續(xù)服用12周并在干預(yù)前后收集膳食營養(yǎng)素?cái)z入、人體成分、疲勞評分、肌氧飽和度等指標(biāo)，比較兩組及干預(yù)前后的指標(biāo)數(shù)據(jù)。結(jié)果：共有93名受試者完成研究（對照組45名、試驗(yàn)組48名），脫失率為7%。主觀疲勞評分顯示，軀體疲勞評分中試驗(yàn)組在干預(yù)后較干預(yù)前（P<0.001）和對照組（P=0.028）均顯著降低，總疲勞評分中試驗(yàn)組在干預(yù)后也顯著降低（vs干預(yù)前P<0.001、vs對照組P=0.032）;人體成分分析檢測結(jié)果顯示，試驗(yàn)組在干預(yù)后體脂率顯著下降（vs干預(yù)前P=0.045、vs對照組P=0.048）;肌氧飽和度監(jiān)測顯示，做同等強(qiáng)度運(yùn)動時(shí)，干預(yù)后對照組（P=0.021）和試驗(yàn)組（P=0.006）在運(yùn)動開始時(shí)（1s）肌氧飽和度較干預(yù)前均顯著升高，在運(yùn)動21 s進(jìn)入肌氧穩(wěn)定期后試驗(yàn)組肌氧飽和度較對照組顯著升高（P=0.047）。結(jié)論：脂菌營養(yǎng)包聯(lián)合高鈣鋅奶更能顯著緩解坑道作業(yè)人員肌肉疲勞，對精神疲勞緩解作用不顯著。

關(guān)鍵詞：乳酸菌;中鏈脂肪酸;疲勞;坑道作業(yè)

坑道作業(yè)是指在洞穴、地下實(shí)施勘探、挖掘、開采和工程建設(shè)，包括國防戰(zhàn)略施工、地鐵及隧道建設(shè)、礦產(chǎn)勘探開采等。此種作業(yè)環(huán)境特殊，與外界差異巨大，主要表現(xiàn)為空氣流通性差、日照不足、相對濕度大、有毒有害氣體及粉塵濃度較高、病原微生物易傳播及噪聲強(qiáng)等特點(diǎn)[1]，這些不利因素極易造成工程作業(yè)人員機(jī)體及精神疲勞、腰腿疼痛、腸功能紊亂等[2]，長此以往極易造成工程進(jìn)度的延遲、工程質(zhì)量的下降，甚至?xí)?dǎo)致事故發(fā)生，危害作業(yè)人員的生命安全。

盡管工程機(jī)械的革新、防護(hù)設(shè)備的升級以及施工安全教育管理都為工程作業(yè)人員的安全和健康提供了一定保證，但營養(yǎng)在其中發(fā)揮的作用也必不可少?？拥雷鳂I(yè)人員普遍對膳食營養(yǎng)認(rèn)知不足[3]，目前也還未有通過營養(yǎng)補(bǔ)充改善其工作疲勞的研究。本研究團(tuán)隊(duì)先前的研究證實(shí)強(qiáng)化鈣鋅牛奶可以改善部隊(duì)官兵的疲勞及神經(jīng)行為能力[4]，研制的脂菌營養(yǎng)包（中鏈脂肪酸+乳酸菌粉）在改善腸道健康、促進(jìn)能量及營養(yǎng)素代謝等方面的功效也通過動物實(shí)驗(yàn)得到驗(yàn)證[5]，并已申請相關(guān)研發(fā)專利（申請?zhí)枺?01910775803.7）。因此本研究通過將脂菌營養(yǎng)包和高鈣鋅奶相聯(lián)合，探究其對坑道作業(yè)人員疲勞的影響，同時(shí)為特殊作業(yè)人群的營養(yǎng)保健提供數(shù)據(jù)支持。

1 對象與方法

1.1 研究對象

以正進(jìn)行坑道工程項(xiàng)目的某單位100名作業(yè)人員為研究對象，項(xiàng)目進(jìn)行期間，所有入選受試者作息時(shí)間、工作環(huán)境、衛(wèi)生狀況基本保持一致，飲食及居住場所均由施工單位統(tǒng)一提供。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）健康男性，研究前填寫完成綜合健康評分調(diào)查表并通過常規(guī)體檢;（2）執(zhí)行坑道內(nèi)施工作業(yè);（3）同意并接受研究干預(yù)和隨訪監(jiān)測。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）執(zhí)行財(cái)務(wù)、采購、后勤保障等不進(jìn)入坑道作業(yè)人員;（2）有慢性身體及精神疾患人員;（3）臨時(shí)借調(diào)或研究期間不能全程參與坑道內(nèi)作業(yè)人員;（4）正在服用任何藥物或近3個(gè)月內(nèi)頻繁服用任何維生素、微量元素補(bǔ)充劑或保健食品等人員;（5）不同意或無法耐受研究人員制定的飲食方案或分配的干預(yù)物。受試者均遵循自愿原則，簽訂知情同意書，研究過程中如出現(xiàn)不良情況，經(jīng)研究人員判定可全程退出。本研究由解放軍總醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)通過，并在中國臨床試驗(yàn)注冊中心注冊備案（注冊號ChiCTR1900026595，網(wǎng)址www.chictr.org.cn）。

1.2 分組方法

根據(jù)受試單位工種差別采用分層隨機(jī)分組方法，將受試者隨機(jī)分為兩組，每組各50名，確保組間各工種人數(shù)基本一致。

1.3 實(shí)驗(yàn)干預(yù)

隨機(jī)分配給兩組高鈣鋅奶（對照組）或脂菌營養(yǎng)包聯(lián)合高鈣鋅奶（試驗(yàn)組），高鈣鋅奶每袋227 mL，含蛋白質(zhì)7.5 g、脂肪 8.0 g、碳水化合物 8.5 g、鈣 375 mg、鋅 3.0 mg，脂菌營養(yǎng)包每包含羅伊氏乳桿菌 1×1010 CFU、嗜酸乳桿菌1×1010 CFU、副干酪乳桿菌1×1010 CFU、70%中鏈脂肪酸10 g。干預(yù)物均由北京三元食品股份有限公司提供，各批次均符合國家食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)并通過檢驗(yàn)檢疫。對照組每次飲用高鈣鋅奶1袋（2次/d）;試驗(yàn)組每次服用脂菌營養(yǎng)包1包加高鈣鋅奶1袋（2次/d）。兩組干預(yù)物均于早餐和晚餐時(shí)隨餐服用，持續(xù)服用12周。

1.4 觀察指標(biāo)和測定方法

（1）基本情況和膳食調(diào)查：①于干預(yù)開始前收集受試者基本情況信息，主要包括年齡、身高、體重、工齡、個(gè)人疾病史、家族病史、吸煙飲酒史等;②干預(yù)開始及每隔4周隨訪時(shí)進(jìn)行膳食調(diào)查，采用24 h膳食回顧法，評估其膳食結(jié)構(gòu)及營養(yǎng)素?cái)z入情況。（2）主觀疲勞評分：干預(yù)前及每隔4周隨訪時(shí)采用“疲勞評定量表-14（FS-14）”對受試者疲勞程度進(jìn)行評估，該量表分為軀體疲勞（1～8題）和腦力疲勞（9～14題）兩部分，第10、13、14題為反向計(jì)分，即回答“是”計(jì)0分，“否”計(jì)1分，其他題目為正向計(jì)分，分值越高即疲勞程度越重。（3）人體成分分析：干預(yù)前和干預(yù)12周結(jié)束后第二天使用BODYSTAT Quadscan 4000型便攜式人體成分分析儀（英國BODYSTAT有限公司）檢測受試者體脂率、瘦體重、細(xì)胞內(nèi)外水、相位角、腰臀比等指標(biāo)。（4）肌氧飽和度監(jiān)測：干預(yù)前和干預(yù)12周試驗(yàn)結(jié)束第二天使用GETWELL T1型肌氧飽和度監(jiān)測儀[加動健康科技（蕪湖）有限公司]監(jiān)測受試者進(jìn)行特定運(yùn)動時(shí)的肌氧飽和度，受試者測試前避免劇烈活動，運(yùn)動采用“站姿提踵”方式，以1次/s的頻率連續(xù)提足跟1 min，每次足跟抬高約10 cm，隨后停止并站立靜息1 min，監(jiān)測受試者2 min內(nèi)右側(cè)腓腸肌的肌氧飽和度變化。

1.5 質(zhì)量控制

指定受試單位2名負(fù)責(zé)人全程監(jiān)督干預(yù)物的發(fā)放和服用，研究人員于每4周隨訪時(shí)對干預(yù)情況進(jìn)行監(jiān)督核對，并調(diào)查評估受試者膳食情況和疲勞程度。受試者研究期間不得離隊(duì)，并且如有3 d未按量服用干預(yù)物或調(diào)查表內(nèi)容漏填超過5%即判定為依從性差，從研究中剔除。所有干預(yù)物均由北京三元食品股份有限公司生產(chǎn)，由技術(shù)部檢測合格;測量工具和檢測儀器均統(tǒng)一并經(jīng)技術(shù)人員校正，指派專人進(jìn)行干預(yù)前后的測量、檢測;質(zhì)控人員對調(diào)查表進(jìn)行審核，數(shù)據(jù)由兩人負(fù)責(zé)錄入核對，完成后由專人保管。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用EXCEL 2016軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步統(tǒng)計(jì)，進(jìn)一步使用SPSS 19.0軟件處理數(shù)據(jù)和統(tǒng)計(jì)分析。正態(tài)分布計(jì)量資料表示為±s，計(jì)數(shù)資料表示為百分比。采用t檢驗(yàn)或χ2檢驗(yàn)比較兩組間各指標(biāo)，P<0.05計(jì)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果與分析

2.1 基本情況

共有93人完成研究，3人因工作調(diào)動、4人因無法耐受干預(yù)物主動退出研究，脫失率為7%，其中對照組45人、試驗(yàn)組48人?；厩闆r數(shù)據(jù)顯示，兩組在年齡、身高、體重、BMI等指標(biāo)上均無顯著性差異（P>0.05）（表1）。

2.2 膳食情況

通過每隔4周隨訪膳食調(diào)查，兩組在能量、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪攝入水平上均無顯著性差異（P>0.05），鈣、鋅攝入量在干預(yù)前差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，干預(yù)后4、8、12周均較干預(yù)前差異顯著（P<0.05），但組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）（表2）。

2.3 FS-14主觀疲勞評分情況

干預(yù)前兩組在軀體疲勞、腦力疲勞和總疲勞評分上均無顯著性差異。軀體疲勞方面，12周試驗(yàn)結(jié)束時(shí)兩組較干預(yù)前均顯著降低（P<0.05），試驗(yàn)組較對照組降低效果更明顯（P=0.028），腦力疲勞僅在干預(yù)4周時(shí)較干預(yù)前有顯著性差異，其他組間和組內(nèi)比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異?？偲谠u分方面，試驗(yàn)組在干預(yù)12周后較干預(yù)前和對照組均顯著降低（P<0.05）（表3）。

2.4 人體成分分析檢測情況

研究主要針對體脂率、人體水分、細(xì)胞內(nèi)外液、相位角及腰臀比進(jìn)行比較分析，對照組各指標(biāo)在干預(yù)前后均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05），試驗(yàn)組在干預(yù)12周后體脂率較干預(yù)前和對照組均有顯著降低（P<0.05），其他指標(biāo)較干預(yù)前和對照組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）（表4）。

2.5 肌氧飽和度監(jiān)測情況

受試者干預(yù)前后每秒肌氧飽和度均值變化曲線表現(xiàn)出相似的趨勢，運(yùn)動開始7 s后肌氧飽和度迅速下降，到達(dá)第21 s時(shí)進(jìn)入穩(wěn)定期，第60 s運(yùn)動結(jié)束后肌氧飽和度迅速升高并恢復(fù)到正常水平（圖1、圖2）。對1、21、41、61、101、120 s的肌氧飽和度分析顯示，干預(yù)后兩組在運(yùn)動開始時(shí)（1 s）肌氧飽和度較干預(yù)前均顯著升高（P<0.05），在運(yùn)動21 s進(jìn)入肌氧穩(wěn)定期時(shí)試驗(yàn)組肌氧飽和度較對照組高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.047），較干預(yù)前無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P>0.05）（表5）。

3 討論

坑道施工作業(yè)相對于普通環(huán)境下施工，其環(huán)境密閉狹小，往往伴隨內(nèi)外溫差大、濕度高、空氣流通不暢等不利因素，工程機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)、巖壁爆破、車輛裝載行駛等在坑道環(huán)境下產(chǎn)生噪聲值進(jìn)一步增強(qiáng)，有毒有害氣體、粉塵產(chǎn)生增多不易擴(kuò)散。郝永健等[2]研究顯示，某部坑道施工環(huán)境相對濕度大，1/3的監(jiān)測點(diǎn)均達(dá)到或超過80%的高濕度范圍，最高濕度可達(dá)97.1%;噪聲值平均為84.64 dB（A），最高值為104.3dB（A），遠(yuǎn)超國家施工廠界規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。其他研究也得出類似結(jié)論，劉國云等[1]關(guān)于某部坑道施工作業(yè)環(huán)境的調(diào)查結(jié)果顯示，坑道內(nèi)濕度平均值高達(dá)83.6%，深部氧含量不足，一氧化碳、二氧化硫、PM10、噪聲均有不同程度超標(biāo)。這些不利因素會危害作業(yè)人員健康，長時(shí)間處于潮濕環(huán)境中會加劇機(jī)體疲勞，致使關(guān)節(jié)肌肉疼痛;強(qiáng)噪聲環(huán)境不僅會損傷作業(yè)人員聽力，也會使其出現(xiàn)注意力下降、乏力、失眠等不適癥狀。

解決這些問題是保證作業(yè)人員健康、工程順利開展的關(guān)鍵，既要從改善坑道環(huán)境、提高設(shè)備性能、加強(qiáng)個(gè)人防護(hù)等外部因素入手，也要從個(gè)人營養(yǎng)保障、心理干預(yù)等內(nèi)部因素去增強(qiáng)疲勞、倦怠的抵御能力。目前針對坑道作業(yè)人員膳食情況的調(diào)查并不多見，劉家建等[6]通過對火箭軍某坑道作業(yè)部隊(duì)106名官兵做膳食調(diào)查顯示，蔬菜、水果的攝入存在不足，畜禽肉、植物油攝入量高于軍標(biāo)要求，脂肪供能比超出規(guī)定值，鈣、鋅等微量營養(yǎng)素?cái)z入量未達(dá)標(biāo)[6]。本研究膳食調(diào)查結(jié)果與之相似，三大營養(yǎng)素供能比依次為碳水化合物58.24%、脂肪26.76%、蛋白質(zhì)15%。鈣、鋅攝入量平均為380.19 mg/d和8.54 mg/d，存在嚴(yán)重不足，此種狀況在補(bǔ)充高鈣鋅奶后得到好轉(zhuǎn)?？拥雷鳂I(yè)人員膳食營養(yǎng)素?cái)z入失衡與日常不良的飲食習(xí)慣相關(guān)，需要進(jìn)行經(jīng)常性平衡膳食宣教加以糾正。

本研究團(tuán)隊(duì)前期在高鈣鋅奶改善官兵訓(xùn)練疲勞度和神經(jīng)行為能力的研究中已證實(shí)，每日補(bǔ)充足量的鈣、鋅元素對緩解疲勞效果顯著[4]，此結(jié)論同樣在本研究中得到驗(yàn)證，高鈣鋅奶組干預(yù)后總疲勞評分降低1.02分，而脂菌營養(yǎng)包聯(lián)合組對疲勞的緩解程度更顯著，平均降低3.20分，主要表現(xiàn)在體力疲勞方面，而對腦力疲勞降低效果不顯著。原因可能在于中鏈脂肪酸（MCFA）和乳酸菌的協(xié)同作用。試驗(yàn)組干預(yù)物中MCFA是自然界存在的一種小分子脂肪酸，一般含有6～12個(gè)碳原子組成的碳鏈，其代謝無需膽汁和胰液，在消化道吸收后不經(jīng)過淋巴系統(tǒng)而直接經(jīng)門靜脈入肝，在細(xì)胞內(nèi)也可直接進(jìn)入線粒體快速氧化供能，保證肌肉和大腦的能量供給，從而增強(qiáng)運(yùn)動耐力，促進(jìn)機(jī)體從疲勞狀態(tài)恢復(fù)[7-8]?？拥拉h(huán)境及劇烈的體力活動會造成疲勞相關(guān)應(yīng)激反應(yīng)，而這種反應(yīng)與腸道微生物群組成存在高度的相關(guān)性，乳酸菌可以通過改善腸道內(nèi)環(huán)境、降低腸道炎癥反應(yīng)、調(diào)節(jié)下丘腦-垂體-腎上腺軸等多個(gè)方面提高機(jī)體對運(yùn)動應(yīng)激的適應(yīng)能力[9-10]。

人體成分分析數(shù)據(jù)顯示，干預(yù)后試驗(yàn)組在體脂率上較對照組降低，體重變化不顯著，表明試驗(yàn)組人員在肌肉量上有顯著性提升，這與多項(xiàng)研究中MCFA能夠減重、改善體脂率的結(jié)論相似[11-12]。肌肉生長與一定強(qiáng)度的神經(jīng)刺激（抗阻運(yùn)動）和足夠能量、蛋白質(zhì)供給相關(guān)，坑道作業(yè)大強(qiáng)度體力活動會給予骨骼肌足量的刺激，刺激強(qiáng)度過大或時(shí)間過長則可能致其疲勞損傷，乳酸菌對腸道微生態(tài)的改善促進(jìn)了腸道對營養(yǎng)素的吸收[13]，MCFA在機(jī)體供能上的特性保證了骨骼肌在運(yùn)動及恢復(fù)過程中的能量供給。而肌肉量的提升對機(jī)體抗疲勞也起到一定幫助作用。

肌氧含量是近年來評價(jià)運(yùn)動鍛煉強(qiáng)度和肌肉疲勞恢復(fù)的良好指標(biāo)[14]，其原理主要是通過近紅外光譜術(shù)（NIRS）監(jiān)測肌肉組織中的氧合血紅蛋白和還原血紅蛋白變化，實(shí)時(shí)計(jì)算其氧含量的相對水平，評估骨骼肌的力量和耐力，和運(yùn)動時(shí)肌肉的疲勞及運(yùn)動后恢復(fù)都密切相關(guān)[15]。本研究采用“站姿提踵”運(yùn)動方式，目的是監(jiān)測下肢腓腸肌在運(yùn)動和靜息狀態(tài)下的肌氧飽和度變化，評估肌肉的疲勞和恢復(fù)情況[16]。干預(yù)后兩組在提踵運(yùn)動開始時(shí)肌氧飽和度較干預(yù)前均顯著提高，表明兩組骨骼肌的氧供明顯提高，試驗(yàn)組進(jìn)入穩(wěn)定期的肌氧飽和度顯著高于對照組，和干預(yù)前差異不顯著，但同樣表現(xiàn)出較高趨勢，表明干預(yù)后試驗(yàn)組腓腸肌對此運(yùn)動強(qiáng)度耐受良好，提示在同等運(yùn)動強(qiáng)度下試驗(yàn)組疲勞度有降低趨勢。研究顯示，長期坑道施工易造成下肢疲勞[17]，而本研究中脂菌營養(yǎng)包聯(lián)合高鈣鋅奶的這種抗疲勞作用將有效緩解疲勞，并防止肌肉、關(guān)節(jié)損傷等傷病發(fā)生，另外這種作用不單單是針對下肢，對全身肌肉的鍛煉恢復(fù)都起到一定的促進(jìn)作用。

坑道作業(yè)人員是一類高風(fēng)險(xiǎn)高疲勞的特殊群體，身體和精神疲勞都可能造成難以挽回的損失，本研究聚焦于坑道作業(yè)人員的營養(yǎng)保健，開發(fā)出一種新型抗疲勞營養(yǎng)補(bǔ)充劑以促進(jìn)特殊環(huán)境下作業(yè)人員疲勞的緩解，保障其身體健康。其中成分均為自然提取，無化學(xué)合成，研究中除了個(gè)別受試者乳糖不耐受退出研究外，其余均未出現(xiàn)不良反應(yīng)，保證了日常攝入的安全性。另外本研究采用了肌氧飽和度監(jiān)測來評估肌肉疲勞，對疲勞的監(jiān)測更為實(shí)時(shí)精準(zhǔn)，而團(tuán)隊(duì)也將進(jìn)一步豐富身體及精神疲勞指標(biāo)，全方位評估這種新型營養(yǎng)補(bǔ)充劑的抗疲勞效果，并將在未來的研究中探求其在高原環(huán)境、災(zāi)害救援甚至演習(xí)戰(zhàn)場等環(huán)境下的抗疲勞表現(xiàn)?！?/p>

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Effects of MCT-Probiotics Powder Combined with Calcium Zinc Fortified Milk on Fatigue of Tunnel Workers

LIU Yu-meng1，SUN Zhi-wei2，XU Qing1，ZHANG Peng1，ZHANG Xin-sheng1，ZHANG Yong1，LIU Zhao1，LIU Ying-hua1

（1Department of Nutrition，the First Medical Center，PLA General Hospital，Beijing 100853，China;2Health Department of PLA 96783，Huaihua 418000，China）

Abstract：Objective To observe the changes of fatigue related indexes of tunnel workers after taking MCT-Probiotics powder combined with calcium zinc fortified milk（MPFM）.Method Totally 100 workers aged 18～41 years in a tunnel construction unit were randomly divided into a control group and a trial group according to their job types，with 50 workers in each group.The control group drank calcium zinc fortified milk （FM）（containing Ca 150 mg/100 g and Zn 1.2 mg/100 g）twice a day，227 mL each time.In the trial group，MCT-Probiotics powder were added twice a day on the basis of the control group，one packet each time.After continuous taking for 12 weeks，dietary nutrient intake，body composition，fatigue score，muscle oxygen saturation （MOS）and other indicators were collected and assessed.Result A total of 93 subjects completed the study （45 in the control group and 48 in the trial group），with a loss rate of 7%.Subjective fatigue score showed that the physical fatigue score in the experimental group was significantly lower after the intervention than before （P<0.001）and the control group （P=0.028），and the total fatigue score in the trial group was also significantly lower after the intervention （vs pre-intervention，P<0.001，vs the control group，P=0.032）.The results of human body composition analysis showed that the body fat rate of the trial group significantly decreased after intervention （vs pre-intervention，P=0.045，vs the control group， P=0.048）.The monitoring of MOS showed that with the same intensity exercise，MOS of the control group（P=0.021）and the trial group（P=0.006）were both significantly increased at the beginning of this exercise （1 s）compared with that before the intervention，and significantly increased in the trial group compared with the control group at the beginning of MOS stability period （P=0.047）.Conclusion MPFM can significantly relieve muscle fatigue of tunnel workers，but has no significant effect on mental fatigue.

Keywords：lactic acid bacteria;medium chain fatty acids;fatigue;tunnel operation