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研究新知︱灵芝水提物力抗高山症,保护低压低氧下的脑细胞

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【摘要】:
谨慎规划爬升高度,行前服用预防药物,并带着灵芝水提物一起出发吧。

 

 

高海拔低压低氧,脑神经首当其冲

海拔越高,气压越低,氧气越稀,生理机能的运作越会受到影响,也越容易引起各种被泛称为高山症(altitude sickness)的健康风险。

这些健康风险,可以只是头痛头晕、恶心呕吐、倦怠无力等不舒服,也可以发展成影响认知、运动、意识功能的脑水肿,或是影响呼吸功能的肺水肿。情况有多严重,能否在休息后逐渐恢复,会不会进一步恶化成不可逆的伤害甚至威胁生命,就看体内组织细胞对外界氧气浓度变化的调适能力。

高山症的出现,因个人体质而异。原则上海拔1,500米以上(中海拔)就会开始对人体产生影响;在身体未适应前就贸然到达海拔2,500米以上(高海拔)任何人,包括健康成年人,都很容易出状况。

不论是谨慎规划爬升高度,还是行前服用预防药物,目的都是为了提高身体的适应力,防范高山症的发生。但其实还可再加上一个选项,那就是灵芝。

因为根据印度国防部生理学与联合科学研究所(Defence Institute of Physiology and Allied Sciences,简称DIPAS) 2020年6月发表在《Scientific Reports》(科学报导期刊)的研究发现,灵芝水提物可以加速身体对环境的适应力,减轻低压低氧对脑神经的伤害,保护空间记忆相关的认知功能。

水迷宫——检测老鼠记忆能力的好办法

实验开始前,研究者先花几天时间,训练大鼠在水迷宫寻找暗藏于水底下的休息平台(图1)。

图1 水迷宫示意图

大鼠擅长游泳,但不喜欢水,所以它们会努力寻找可以避开水的地方。

根据图2的游动轨迹记录会发现,从第一天的绕了好几圈,到第六天的一条直线,大鼠找到平台的速度越来越快(图2左三),显示其具有很好的空间记忆能力。

把平台拿掉,大鼠的游动轨迹会集中在平台所在的区域(图2右一),这说明它对平台位于哪里,的确有清楚的记忆。

图2 正常气压和氧气下,大鼠在水迷宫寻找平台的游动轨迹(紫色线条)

灵芝减轻低压低氧对空间记忆的影响

这些受过训练的大鼠,部分留在气压和氧气都正常的环境下生活,作为实验的正常对照组,其他则送进低压舱,模拟在超高海拔(约7,620米)的低压低氧环境下生活,并给其中部分大鼠喂食灵芝水提物GLAQ,每天剂量100、200或400 mg/kg(HH+GLAQ 100、200、400组)。

一周之后,再把这些大鼠放到水迷宫里,结果如图3所示:正常对照组的大鼠(Control)很快就找到平台;没吃灵芝的低压舱大鼠(HH),则需前者两倍以上的时间才找得到;而同样生活在低压舱的低氧环境下,灵芝水提物吃越多的大鼠(HH+GLAQ),找到平台的时间越接近正常对照组。

图3 低压低氧对大鼠空间记忆的影响(有平台)

紧接着,研究者把平台移开,再把大鼠放到水迷宫里,结果如图4所示:正常对照组的大鼠(Control)会花最多时间在平台原所在区域绕来绕去,表示在它的认知里,平台应该在这里才对(但怎么不见了?);低压舱大鼠(HH)则呈现瞎碰运气的状态到处乱游;有吃灵芝水提物的低压舱大鼠(HH+GLAQ)在平台区域游动的时间则明显增加,而且吃的灵芝水提物越多,逗留的时间越接近正常对照组(图4)。

图4 低压低氧对大鼠空间记忆的影响(无平台)

灵芝减轻脑水肿与海马体损伤

上述实验结果显示,灵芝的确能减轻低压低氧导致的空间记忆错乱。

记忆功能反应的是大脑结构和运作的表现,因此研究者进一步将实验大鼠的脑组织解剖进行分析,结果发现:

低压低氧会引发血管性脑水肿(微血管通透性增加,使大量液体从血管渗出聚积在脑组织间隙)和海马体(掌管记忆形成)出现损伤,但这些问题在事先有食用灵芝水提物的大鼠身上均减轻许多(图5、6)。

图5 灵芝缓和低压低氧造成的脑水肿

〔说明〕图为大鼠大脑皮质组织的染色切片。正常情况应像正常对照组黑色箭头所指,血管结构完整且周围无积水。但在低压低氧环境下,则会使脑血管变形和血管周围积水,而这样的伤害,可以因为灵芝水提物的保护大幅减轻。

图6 灵芝减轻低压低氧对海马体的伤害

〔说明〕图为大鼠海马体组织的染色切片,上图黑色箭头所指为损伤的神经细胞,下图则是上图的量化。

灵芝多管齐下抵挡高海拔的低压低氧伤害

为什么灵芝水提物可以抵挡低压低氧造成的伤害?研究者把进一步深入探讨的结果汇整如图7。基本上有两个大方向:

一方面是身体在适应低压低氧时的生理反应,会因灵芝的介入而调节得较快、较好;另一方面,灵芝可以直接调控脑神经细胞里的相关分子,从抗氧化、抗发炎、维持体内氧气恒定、调整大脑神经回路、保持神经传递通畅……等多条路径,达到保护脑神经和记忆力的作用。

图7 高海拔低压低氧环境下,灵芝水提物的保护作用与调节机制

登高吃灵芝,力抗高山症

过去已有许多研究从阿尔茨海默症、帕金森氏症、癫痫、手术缺氧再复氧、意外造成脑损伤、衰老退化等不同方面,指出灵芝有助保护大脑,如今这份来自印度的研究则是从高海拔低压低氧的角度,为灵芝的护脑功效再添证明。

本研究使用的灵芝水提物GLAQ涵盖的活性成分,除了多糖之外,还有酚类、黄酮类和灵芝酸A。该提取物己通过90天毒性试验,确认即使剂量高达1000 mg/kg,也不会对大鼠组织器官和生长发育造成负面影响。

所以,若要尽情享受登高的乐趣,就请做好万全的准备:谨慎规划爬升高度,行前服用预防药物,并带着灵芝水提物一起出发吧。

【参考文献】

1. Purva Sharma, Rajkumar Tulsawani. Ganoderma lucidum aqueous extract prevents hypobaric hypoxia induced memory deficit bymodulating neurotransmission, neuroplasticity and maintaining redox homeostasis. Sci Rep. 2020; 10: 8944. Published online 2020 Jun 2.

2. Purva Sharma, et al. Pharmacological effects of Ganoderma lucidum extract against high‐altitude stressors and its subchronic toxicity assessment. J Food Biochem. 2019 Dec; 43(12): e13081.

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