发酵纤维与多酚补充对低压缺氧环境下成人情绪与认知的影响：一项随机交叉对照研究

本刊推荐：本研究通过随机交叉对照试验，首次探讨了发酵纤维与多酚（FP）补充对模拟4300米高原环境下情绪与认知功能的影响。结果显示，低压缺氧（HH）显著升高情绪紊乱（TMD）、紧张、疲劳和抑郁，并降低风险倾向（EVAR）；FP补充虽未能改善认知表现，但可缓解缺氧诱导的愤怒情绪升高。该研究为营养干预在高海拔环境下的应用提供了新的实证依据。

　　

引言

大脑作为高度依赖氧气的器官，消耗全身20%以上的氧气以维持正常功能。在高海拔（>2500米）环境中，低压缺氧（Hypobaric Hypoxia, HH）会减少神经递质生成，增加交感肾上腺活性、活性氧（ROS）、神经炎症和血脑屏障通透性，从而导致情绪和认知功能障碍，包括抑郁、焦虑、反应速度减慢、记忆与决策能力下降。这些损害在暴露1小时内即可出现，并在48小时内达到高峰。虽然 acclimatization 可改善症状，但军事人员或登山者往往缺乏适应时间。现有药物干预存在副作用限制，因此寻找非药物干预策略具有重要意义。

近年来，以肠道微生物为靶点的营养干预策略受到关注。肠道微生物通过产生神经递质、短链脂肪酸（SCFA）等代谢物与中枢神经系统通信，调节情绪、认知和应激反应。发酵纤维（如菊粉、低聚半乳糖（GOS）和抗性淀粉）作为益生元，可促进有益菌（如双歧杆菌）生长，并增加SCFA产量。多酚则具有“益生元样”作用，被微生物代谢后产生抗炎和抗氧化代谢物，还可能通过促进一氧化氮介导的血管舒张影响认知。然而，纤维和多酚在高海拔环境下的联合效应尚未明确。

方法

本研究采用随机、安慰剂对照、三阶段交叉设计，招募13名健康成年人（21±3岁），在模拟低海拔（500米）和高海拔（4300米）的低压舱内居住36小时。参与者分别在三个阶段摄入含FP补充剂或匹配安慰剂（PL）的食品棒。FP产品包含多种发酵纤维（菊粉、GOS、抗性淀粉）和多酚来源（可可、蓝莓、蔓越莓、绿茶提取物）。在舱内居住期间，通过计算机化测试电池评估情绪（HADS、POMS）和认知功能（BART、匹配样本、语法推理、PVT、EVAR、视觉警觉任务）。

结果

情绪状态：与500米相比，4300米环境显著增加总情绪紊乱（TMD）、紧张、疲劳和抑郁（p<0.05），且补充剂无调节作用。愤怒在PL+HA条件下显著升高（p=0.015），但在FP+HA条件下未出现显著差异。相反，混乱在FP+HA条件下较PL+LA更高（p=0.012）。

风险倾向：EVAR量表显示，高海拔环境下总风险倾向、能量、自控力和无敌感均显著降低（p<0.05），但危险寻求和冲动性无变化。BART任务中未观察到显著差异，但ITT分析提示FP可能在某些条件下增加风险行为。

认知功能：所有认知任务（匹配样本、语法推理、PVT、视觉警觉）均未显示海拔或补充剂的显著影响。PVT错误警报在500米条件下较多，但其他指标无差异。

讨论

本研究证实了低压缺氧对情绪的负面影响，并首次报道了FP补充对愤怒情绪的缓解作用。这种效应可能与FP促进双歧杆菌生长、增加SCFA产量以及多酚的抗氧化特性有关。然而，FP未能改善其他情绪维度或认知表现，可能与补充周期较短（14天）、洗脱期不足或测试敏感性有关。

风险倾向的降低与先前研究一致，表明缺氧环境使个体更谨慎。认知功能的缺失效应可能与样本量小、环境封闭性以及任务设计有关。

局限性包括缺乏FP+LA对照、无法区分纤维与多酚的独立贡献、以及COVID-19导致的高脱落率。未来研究应延长干预期，并探索其他应激模型下的FP效应。

结论

发酵纤维与多酚补充可缓解低压缺氧引发的愤怒情绪恶化，但对其他情绪和认知指标无显著改善。该策略为高海拔环境下的营养干预提供了新方向，但需进一步优化干预方案和评估方法。