司少艳 徐冰心，战略支援部队特色医学中心（原306医院），研究部二室
医学科普中心 刘燕/崔彦 编辑
随着生活节奏的加快，工作压力的增大和工作时间的延迟，人们常感到精神和身体的疲劳。微量营养素是机体需要量相对较少的营养素，包括维生素和锌、铁、硒等微量元素。微量营养素在体内以多种方式发挥作用，其中主要是通过形成结合蛋白、酶、激素等而起作用，同时也是多种酶类发挥作用所必不可少的辅助因子，对酶的活性有调节作用，直接影响人体的机能代谢，同时参与免疫调节，具有抗疲劳作用。
疲劳的危害
疲劳对健康和工作效能造成严重不利影响。免疫系统是机体防御疾病的天然屏障，慢性疲劳会导致人体抗氧化能力下降，免疫系统的功能与调节失常，炎性细胞因子增加，为各种各样的疾病打开了道路，患病机率也将增加很多，甚至造成猝死。
对疲劳造成影响的一项研究显示，75%受试者情绪发生变化和缺乏动力，50%受试者情绪低落和缺乏活力，此外，超过一半受试者表示注意力降低和记忆困难。同样地，疲劳的工作环境（长时间、轮班工作、压力大的工作环境）会导致认知能力下降。疲劳与道路交通事故风险之间存在密切联系，疲劳导致学生的成绩下降，整夜医院轮班的疲劳导致放射科医生的诊断表现不佳，疲劳的医生固定骨折的平均时间增加了34%。
能量消耗促进疲劳的发生
疲劳的一个共同特征是“能量消耗感”，这在客观上与能量（卡路里）不足有关，当不能满足大脑和肌肉的能量需求时，就会出现精神和身体疲劳。在静息状态下，心脏和肾脏（各约440 kcal/kg）、大脑（约240 kcal/kg）、肝脏（200 kcal/kg）的日常能量消耗最高，静息骨骼肌只需要约13 kcal/kg。然而，在考虑这些器官的重量后，即使在静息状态下，成人大脑（1.33 kg）和肌肉（26.3 kg）成为人体最大的能量消耗器官。在高强度运动的军事训练与体育运动下，肌肉消耗的能量急剧增加，造成运动性疲劳。
成年人的大脑仅占体重的2%，但它消耗了大约20%来自葡萄糖产生的能量，葡萄糖为神经信号传递提供了能量基础。另一个重要方面是，即使在睡眠期间，大脑电化学活动持续发生，始终保持高度的代谢活性。因此，即使在没有任何特定任务的情况下，大脑也会持续消耗大量能量，而持续长时间、高强度的脑力更增加了大脑的能量消耗，造成精神和身体的疲劳。
维生素和矿物质抗疲劳作用机制
（1）维生素和矿物质作为辅助因子是机体能量代谢的重要成分
除叶酸外，所有的B族维生素都参与细胞内能量产生系统的至少一个步骤，通常参与几个步骤（图1）。每种B族维生素的充足供应都是能量产生系统正常运行所必需的，其中任何一种维生素的不足都将限制能源生产的速度，并可能带来严重的代谢和健康后果。
简单地说，常量营养素通过包括糖酵解在内的多种途径被氧化（图1的A部分）为乙酰辅酶A，糖酵解中葡萄糖生成丙酮酸，维生素B1、B2、B3、B5和C发挥了重要作用，然后乙酰辅酶A进入柠檬酸循环（图1），该循环通过一系列涉及维生素B1、B2、B3、B5、B6、B8和B12以及铁和镁的八种氧化作用产生能量，如NADH和FADH 2，最终，NADH和FADH 2的电子被转移到电子传输链（图1），在那里它们提供用于生成ATP分子的能量；这一步需要输入维生素B2、B3、B5和铁。由于在线粒体的电子转移运输链以及催化自由基反应中，参与电子转移的酶（细胞色素c氧化酶、铜锌超氧化物歧化酶）都含有铜，因此表明铜在能量生产的化学反应中，以及抑制细胞内氧化应激，均起着重要作用。
图1.维生素和矿物质在细胞能量产生中的作用
（2）维生素抗氧化及对免疫功能的调节作用
维生素类通过抗氧化和调节免疫功能，具有抗疲劳功能，较为常用的主要有维生素 E、维生素 C、维生素A 和维生素 B 族。其中维生素B3、C和E具有很强的抗氧化作用，抑制自由基和活性氧的作用，维持细胞膜与亚细胞结构膜的完整性。
维生素 A的代谢产物维甲酸抑制 Th 细胞向 Th17 亚群的分化，调节Th细胞向 Treg 的分化，抑制炎症反应，在肠道等特定环境中，促进 CD4 T 细胞向肠道的迁移和定居，维持黏膜免疫。
维生素B6不足会降低 T 细胞的增殖能力，影响未成熟 T 细胞向成熟 T 细胞的转化过程。
维生素 B9 结合 Treg 细胞表面的叶酸受体 4 可以促进Treg 细胞的分化和生长，Treg 细胞的分化有助于维持肠道免疫系统的稳态。
维生素D的代谢产物1,25-(OH)2-D3 可以抑制 M1 型巨噬细胞生长，降低 IL-2、IL-6、IFN-γ、TNF-α 等细胞因子的表达，提高细胞因子 IL-10 的表达，抑制炎症反应，促进 Treg 细胞的分化，抑制 Th17 细胞的生长，抑制 Th1细胞分化，促进 Th2 细胞分化。
维生素 E对 NK细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等均有调节作用，抑制促炎细胞因子和前列腺素 E2等炎症介质的分泌。
（3）矿物质对免疫功能的调节作用
矿物质是存在于机体内的微量营养素，在生物体内含量很小，但以多种酶和抗氧化分子的辅酶因子的形式，发挥着重要的生物学作用，调节免疫功能。
硒以氨基酸硒代半胱氨酸的形式存在于过氧化物酶催化活性部位，催化活性活性氧，并通过诱导脂氧合酶的合成，调节代谢反应，这种酶参与炎症介质的合成。硒通过增强小鼠TCR诱导的T细胞活化和Th0细胞向Th1细胞的分化，增强的细胞免疫，并且参与氧化还原信号，这一重要的吞噬细胞杀死微生物的机制。
锌参与TLR4信号传导，通过抑制转录因子NF-κB的激活，降低促炎细胞因子IL-1β、TNF-α和IL-6的产生。体外研究显示，锌介导CD34 祖细胞的分化为NK细胞。体内研究显示，补充锌会导致产生IFN-γ的NK细胞数量增加。
铁作为参与DNA合成与修复的多种酶的辅助因子，能够影响细胞周期和增殖。铁对于调节免疫细胞的增殖和固有免疫反应是必需的。表达在免疫细胞（单核细胞、巨噬细胞、T细胞）上的转铁蛋白受体负责铁的吸收。铁也是一种病原菌生长的重要底物，多种参与铁稳态的基因和蛋白质已经被证实与免疫调节作用相关，包括TLR信号转导，调节T细胞的分化和活性，以及抗感染。
维生素和矿物质抗疲劳应用研究
维生素是维持机体正常生理功能及细胞内特异代谢反应所必需的一类微量低分子有机化合物。由于大多数维生素不能在体内合成，也不能大量储存于组织中，所以必须经常由外源性供给。有充分的临床证据表明，服用的单个维生素和矿物质有助于改善情绪、健康和认知功能，以及减轻精神疲劳症状。单独使用维生素B1和D、铁能减轻疲劳，维生素B1增加活力和精力充沛的感觉，锌增加肌肉耐力，镁提高运动耐力，辅酶Q提高体能/表现，并促进身体恢复。它们还对健康、头脑清醒和镇定的感觉（维生素B1）以及包括抑郁症（维生素D）在内的人格情感障碍症状产生有益的影响。
由于微量营养素在能量代谢途径中的相互关系，多种微量营养素的充足供应对高效能源生产至关重要。因此，使用含有多种微量营养素补充剂（MMS）来提高能量水平有充分的依据。几项临床试验表明，MMS可以提高能量水平，减轻身心疲劳，提高注意力和认知能力，减轻抑郁、焦虑和压力感。一项前瞻性开放标签试验和三项双盲随机对照试验评估了MMS±CoQ10对能量、认知和幸福感的影响。每次试验略有不同，主要含有水溶性维生素，其含量是RDA的三倍。
前瞻性开放标签试验是在患有慢性疲劳综合征（CFS）的女性中进行的，氧化应激（由于抗氧化能力降低和/或抗氧化酶活性降低）在CFS中起着重要作用，可导致疲劳、疼痛、胃肠道问题和认知障碍。在这项研究中，对患有CFS的女性进行为期两个月的MMS前瞻性评估，以确定抗氧化能力的客观参数，包括超氧化物歧化酶（SOD）活性和自我评估改善情况。结果表明，MMS显著降低疲劳和SOD活性（表明补充MMS后抗氧化活性得到改善）。睡眠障碍、自主神经系统症状（如头晕、焦虑等）、头痛的频率和强度以及感染的主观感觉也有显著改善。
另外两项随机、双盲、安慰剂对照研究评估了MMS±辅酶Q10对健康受试者的影响。在健康女性（n=216）中，观察了服用MMS（3RDA）两个月对疲劳和认知功能的影响，与安慰剂进行比较，补充MMS可以减轻疲劳，提高完成多项任务的速度和准确性。在MMS中添加辅酶Q10（ATP生成所必需的）可能会产生进一步的有益效果，为了评估MMS 辅酶Q10（3RDA）对完成挑战性运动和认知任务的影响，研究发现，即使在单次给药后，补充剂也会增加完成任务期间的能量产生，并且在长时间（28天）给药结束后第二天测量时，这种效应持续存在，在男性中观察到的影响更大。在女性中，运动期间主观精神和身体疲劳程度增加，认知任务后压力等级降低，摄入45分钟后，男性和女性在运动期间对主观精神疲劳的影响显著改善，长时间摄入后改善最大。结果表明，即使是单剂量的MMS 辅酶Q10也可以改善能量消耗和主观疲劳，长时间的补充剂存在累积和持续效应。
综上所述，适当地服用微量营养素可以改善身体的疲劳状态，不妨试一试！
（配图来源于网络）
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