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新植物 | “脑损伤”、“失忆”、“认知”、“阿尔兹海默症”……这些关键词都指向:如何为我们的大脑健康设计产品?

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“认知”作为大脑的一项功能,必然受到大脑的生理限制。随着年龄的增长,大脑效率降低、部分功能退化,相应的认知、思维功能也会退化,针对大脑健康的膳食补充剂也因此成为一个日益增长的细分市场。国际市场研究中心Research and Markets的一份市场报告指出,2015年全球大脑健康膳食补充剂市场价值已达23亿美元,预计到2024年,全球大脑健康膳食补充剂销售额将超过110亿美元。[1]

这份报告指出,高学历专业人士的老龄化人口是大脑健康膳食补充剂需求增长背后的驱动力。此外,据该公司称,大学生、科学家和企业家逐渐认识到大脑健康膳食补充剂有助于集中注意力和增强记忆力,也进一步推动了市场对脑部健康营养成分需求的增长。

市场上的针对大脑健康的营养成分比比皆是,有一些新的研究证明了某些成分对大脑有积极作用,特别是对记忆和认知方面,以下便是部分炙手可热的成分候选名单。

Omega-3脂肪酸:足球运动员大脑的“保护伞”

足球场外,年轻妈妈的视线紧紧跟随着场上那个穿红衣的孩子,生怕错过任何细节。突然,足球高速向红衣孩子的头部飞去,妈妈被吓坏了,直到旁边人喊道“头球进了!进了!”她才缓过神。这样的场景在足球场上可能天天都在上演,头球造成的伤害,也引起了足坛的恐慌。

Omega-3脂肪酸是一类多元不饱和脂肪酸,大脑中90%的omega-3脂肪酸都是DHA。在成人大脑中,DHA特别集中在灰质中,并在脑细胞膜中聚集,在脑膜中DHA直接参与了细胞膜的流动性、基因表达、髓鞘形成、神经炎症、神经递质释放等功能过程。几十年的研究表明,高水平的omega-3脂肪酸与提升老年人的认知能力、缓解认知衰退、改善女性情景记忆以及男性工作记忆均有联系。

目前,omega-3对大脑健康最有希望的新应用是预防性地帮助运动员减轻创伤性脑损伤(TBIs)的程度。在一项关于omega-3脂肪酸补充剂的随机、双盲、安慰剂对照临床试验中,81名美国大学体育协会(NCAA)第一赛区的足球运动员分别摄入0g、2g、4g和6g的DHA或安慰剂,时间长达189天。这项研究评估了血清神经丝蛋白轻链(NFL)的变化,它是脑脊液中呈现轴索损伤的重要生物标志物之一。血清NFL水平升高是轻度创伤性脑损伤的一个明显迹象,在足球运动员中很常见。[2]

这项研究发现,补充DHA可以减轻轴索损伤,尤其是在新手中,他们往往有更多的比赛时间,更易发生身体接触,因此遭受脑损伤的可能更大。这是第一项在美国足球运动员中预防性使用DHA的研究,证实了DHA的神经保护作用。

磷脂酰丝氨酸——“记忆宝”

磷脂酰丝氨酸,简称PS,由天然大豆榨油剩余物提取而来。磷脂酰丝氨酸是稳定脑细胞膜的重要组成部分,从而保护脑细胞活动,限制细胞退化。磷脂酰丝氨酸补充剂已经在临床试验中被证明可以改善中老年受试者的记忆力、注意力、单词记忆和情绪。它可以使老年人的记忆力恢复到14年前的水平,研究显示,食用磷脂酰丝氨酸12周后,66岁的人拥有了52岁人的记忆力。

在一个称为“老年人中的认知衰退:对磷脂酰丝氨酸效果的双盲对照”的研究中,研究者在6个月内跟踪调查了494个老年研究对象,所有研究对象都患有中度到重度的脑力衰退。实验组每天服用300mg的磷脂酰丝氨酸,对照组则服用安慰剂。在研究结束时,实验组成员在脑力和行为方面都有明显改善。有意思的是,另外一个关于老年妇女精神状况的研究发现,磷脂酰丝氨酸还能改善抑郁症。

研究表明,磷脂酰丝氨酸之所以能够增强人的智力,主要原因在于它能够穿过血脑屏障,进入大脑。在脑部起到舒缓大脑毛细血管、平滑肌细胞、增加脑部供血的作用。2010年11月1日,磷脂酰丝氨酸被中国食品药品监督管理局(SFDA)添加到新资源食品目录中,允许其被作为新资源食品。

精氨酸硅酸盐:快速恢复精力

精氨酸是一种被广泛研究的氨基酸,常见于山药、黑芝麻、银杏、豆腐皮、冻豆腐、葵花子、花生,榛子等日常食物中,经常用做运动和心脏健康补充剂。但现在,一种结合硅的精氨酸复合物表现出了对认知功能的应用前景。双盲、安慰剂对照的人类临床试验现已发现,精氨酸硅酸盐能有效提高精神敏锐度、认知功能和精神能量的主观感受。

在两项涉及健康参与者的临床试验中,精氨酸硅酸盐复合物——Nitrosigine(精氨酸硅酸盐肌醇)的每日小剂量服用会使参与者的能量感觉显著增加。这两项研究都是双盲、安慰剂对照交叉试验,随机选取健康的受试者(n=16和n=11)。实验组每天服用1.5g的Nitrosigine,与安慰剂组相比,实验组的人感觉精力更充沛,在认知测试中表现也更好。[3]

补充Nitrosigine还能提高认知功能测试的反应时间,在单次剂量后,临床显示,Nitrosigine能在15分钟内提高33%的精神敏锐度和注意力。随着时间的推移,对精神敏锐度的影响也在不断增强。

白藜芦醇:缓解认知衰退

白藜芦醇是一种在葡萄和浆果中普遍存在的天然多酚。白藜芦醇可以保护葡萄免受恶劣环境条件的影响,这种化合物在细胞水平上有助于健康衰老,对人类也有类似的作用。最近的研究表明,定期摄入白藜芦醇对阿尔茨海默症(AD)患者和健康人群的大脑功能有积极作用。

在一项为期52周的随机、双盲、安慰剂对照试验中,给119名阿尔茨海默症患者每日口服500mg白藜芦醇(剂量每13周增加500mg,最后一次增加时每日服用两次,每次1000mg)。该临床试验发现,与安慰剂组相比,白藜芦醇可改善阿尔茨海默病日常生活活动量表(ADCS-ADL)的评估,并改变了阿尔兹海默病生物标志物的轨迹。[4]

另一项随机临床试验,选取45~80名健康的绝经后妇女,随机服用75mg白藜芦醇或安慰剂14周,每天两次。结果表明,定期服用适量的白藜芦醇可以增强绝经后妇女的脑血管功能和认知功能,潜在地缓解她们的认知衰退,为绝经相关的认知衰退提供了一种有前景的治疗方法。[5]

这些研究显示了白藜芦醇的情绪促进和认知增强特性,目前有研究人员将其作为出发点探究白藜芦醇的长期健康影响,旨在调查白藜芦醇对脑血管功能、认知能力和骨骼健康的作用。

不过,在2018年,白藜芦醇的功效验证受到了挑战:
就有不少科学家陆续发现:许多证明白藜芦醇神奇作用的动物实验,并不能被重复,而且在大规模试验中,也未能表明白藜芦醇对心脏疾病[I],代谢疾病[II,III],癌症[IV],寿命[V],皮肤[VI]等有积极功效。更何况,实验中,动物食用的白藜芦醇剂量已远远超过葡萄酒或是保健食品中的白藜芦醇的含量。
此后,来自来自辉瑞和安进两大制药公司的科学家甚至发现:白藜芦醇并不能激活SIRT1 [VII, VIII];原先的试验,在设计上也存在重大缺陷:即便是对酵母,白藜芦醇也无法起到延长寿命的效果。
I、Tome-Carneiro, J., et al., Resveratrol and clinical trials: the crossroad from in vitro studies to human evidence. Curr Pharm Des, 2013. 19(34): p. 6064-93.
II、Hausenblas, H.A., J.A. Schoulda, and J.M. Smoliga, Resveratrol treatment as an adjunct to pharmacological management in type 2 diabetes mellitus–systematic review and meta-analysis. Mol Nutr Food Res, 2015. 59(1): p. 147-59.
III、Poulsen, M.M., et al., Resveratrol in metabolic health: an overview of the current evidence and perspectives. Ann N Y Acad Sci, 2013. 1290: p. 74-82.
IV、Carter, L.G., J.A. D’Orazio, and K.J. Pearson, Resveratrol and cancer: focus on in vivo evidence. Endocr Relat Cancer, 2014. 21(3): p. R209-25.
V、Fernandez, A.F. and M.F. Fraga, The effects of the dietary polyphenol resveratrol on human healthy aging and lifespan. Epigenetics, 2011. 6(7): p. 870-4.
VI、Ndiaye, M., et al., The grape antioxidant resveratrol for skin disorders: promise, prospects, and challenges. Arch Biochem Biophys, 2011. 508(2): p. 164-70.
VII、Beher, D., et al., Resveratrol is not a direct activator of SIRT1 enzyme activity. Chem Biol Drug Des, 2009. 74(6): p. 619-24.
VIII、Pacholec, M., et al., SRT1720, SRT2183, SRT1460, and resveratrol are not direct activators of SIRT1. J Biol Chem, 2010. 285(11): p. 8340-51.

蓝莓+:改善情景记忆

我们都有过这样的经历,和老友聚会聊聊往事,突然想不起来小学同桌叫什么名字;要出门去拿钥匙,却忘记了上次回家把它放在了什么地方……这样的场景在生活中并不少见,尤其在老年人身上尤为明显,其实这是与年龄相关的情景记忆衰退。野生蓝莓萃取物是一种富含多酚的补充剂,有助于维持健康的血压水平。现在,临床证明野生蓝莓萃取物可以改善老年人的情景记忆。

一项随机、双盲、安慰剂对照人体试验测试蓝莓产品Thinkblue的效果,研究跟踪调查了120名年龄在65~80岁之间的健康受试者。这项研究为期6个月,参与者每天服用111mg的ThinkBlue。三个月后,实验组的参与者情景记忆改善了7%。六个月后,参与者的收缩压下降了6个百分点。该研究计划于2017年底发表。

蓝莓富含多酚类物质、花青素、黄酮醇和酚酸,有研究还表明,补充蓝莓可以提高语言学习能力,而且蓝莓对记忆的影响既适用于短期记忆,也适用于长期记忆,是一种理想的脑健康补充剂,尤其是对有记忆问题的老年人。

在一项随机、双盲、安慰剂对照的临床试验中,215名年龄在60岁至70岁之间的健康受试者每天服用300mg的Memophenol葡萄/蓝莓提取物,或服用匹配的安慰剂,每天两次,持续6个月。根据研究,参与者分别通过语言回忆记忆(VRM)测试和配对伙伴学习(PAL)测试来评估短期工作记忆和长期情景记忆。与服用安慰剂相比,接受葡萄/蓝莓的受试者在VRM测试中多回忆了60%的单词,在PAL测试中的错误明显更少。

大量研究显示,一些大脑健康成分在混合时更有效。在相同的体系下,科学家们进行了十项研究,发现当以特定的比例摄入葡萄和蓝莓化合物时,它们能更好地被吸收,从而提高每种单一成分对大脑的认知能力。

假马齿苋:限制中枢神经系统的炎症

植物性脑健康补充剂,无论是单一成分的产品还是混合物,都对大脑有多种有益的作用。银杏叶提取物和假马齿苋提取物等植物性产品是市场上最受欢迎的脑健康植物性成分,银杏叶提取物支持大脑记忆和认知功能,有增加血液流量、减少炎症的作用。假马齿苋也是一种重要的大脑健康补充剂,它有修复受损神经元和恢复退化突触活动的能力。

直到几年前,人们还不知道神经元的树突是否能够自我修复。现在,研究人员通过动物实验证实,假马齿苋可以诱导树突增殖,促进神经元的交流。[6]假马齿苋还具有抗炎的特性,可抑制大脑中与炎症相关的酶,这在最近的一项涉及小鼠小胶质细胞(参与中枢神经系统炎症的大脑免疫细胞)生长的体外研究中得到了证实。[7]

本研究检测了茶、假马齿苋注射液和生物碱提取物(由10g假马齿苋粉末提取物制成)对细胞培养的影响,特别是神经毒性M1小胶质细胞和神经保护性M2小胶质细胞。给药后,注射液和高浓度生物碱提取物明显抑制了TNF-α和IL-6的释放,具有抗炎作用。这项研究表明,假马齿苋可以抑制小胶质细胞释放炎症细胞因子,并且抑制大脑中与炎症相关的酶,因此,假马齿苋有限制中枢神经系统炎症的作用,这一研究为许多中枢神经系统疾病的治疗提供了一个新的思路。

留兰香:“抓住”你的注意力

堆积成山的文件、随时待命的紧张、还有无休止的加班……越来越多人开始被沉重的工作压垮,效率越来越低。留兰香(又称绿薄荷)是唇形科薄荷属的多年生草本植物,现被证明在高剂量使用时,可以支持记忆、注意力和推理能力。[8]

Kemin公司的负责人曾经介绍,培育出富含多酚的薄荷品种对注意力集中和工作记忆都有好处,工作记忆可以处理新的刺激,解决问题。研究发现,薄荷中的多酚类物质可以减轻氧化应激,提高乙酰胆碱水平,促进神经生成,并具有神经保护的功能。

最近有一项关于Kemin留兰香补充剂品牌Neumentix Phenolic Complex(纽曼特酚类化合物)的实验,这项随机、双盲、安慰剂对照的临床试验对142名20多岁的健康的男性和女性进行了跟踪调查。实验组每天接受900mg的Neumentix,在0、7、30和90天后,用计算机化的神经认知测试对参与者进行评估。服用Neumentix的受试者在30天的补充治疗后,在注意力测试方面的得分显著提高,而这些改善在90天后仍然存在。

结果表明,随着时间的推移,长期补充Neumentix可以有效提高注意力,这将有助于上班族保持工作效率而不会崩溃。这些发现建立在早期工作的基础上,进一步强调了这种成分的独特性。

镁使大脑老化的时钟“倒流”

促进大脑健康的维生素和矿物质并不缺乏,但其中最重要的是镁。镁是300多种生化反应的重要辅助因子,包括神经和大脑功能。镁是老年人,尤其是婴儿潮时期出生的人大脑健康的重要补充。

我们的记忆、推理和认知功能在25岁时达到顶峰,在那之后,大脑中与复杂思考和决策相关的区域开始萎缩,我们的神经和突触功能下降。大脑的批判性思维能力在25岁到80岁之间萎缩了50%,随着时间的推移,脑细胞越来越难以传递信号。而镁补充剂可以恢复旧神经元的状态,促进突触功能。

最近有一项随机、双盲、安慰剂对照、平行设计的人体临床试验检测了L-苏酸镁补充剂(标记为MMFS-01)的疗效,针对44名年龄在50~70岁之间、有轻度年龄相关性认知障碍的受试者。受试者连续12周每天服用25mg/kg的镁补充剂(n=23)或相应的安慰剂(n=21),测量范围包括血浆、尿液和细胞内镁的水平,以及视觉搜索和注意力、运动速度、工作记忆、识别和关联的测试。[9]

结果显示,服用MMFS-01组的整体认知能力明显优于安慰剂组,认知波动也减少了。证明L-苏酸镁有助于提高老年人的认知能力,具有治疗老年人认知障碍的潜力。镁存在于叶绿素分子的中心,保持健康镁水平的最佳方法是吃大量的深绿色叶类蔬菜,比如菠菜、甜菜、西兰花、生菜等。

大脑健康类别市场广阔

随着新的研究不断推进,人们发现多种营养成分对大脑健康有积极影响,对大脑健康成分的认识也不断加深。进一步的研究无疑将会发掘这些成分和配方的新应用,对企业来说,开发有助于大脑健康产品配方的机会并不缺乏。特别是记忆和认知补充剂,在职业人士、运动员、学生和老年人中需求量很大,给大脑健康这个利基市场带来了更广阔的发展空间。

参考文献:

[1] Research and Markets | PR Newswire. “Global $11.6 billion brain health supplements market to 2024.” Accessed September 23, 2017.

[2] Oliver JM et al. “Effect of docosahexaenoic acid on a biomarker of head trauma in American football.” Medicine & Science in Sports & Exercise, vol. 48, no. 6. (June 2016): 974-982.

[3] Komorowski J et al. “A pharmacokinetic evaluation of the duration of effect of inositol-stabilized arginine silicate and arginine hydrochloride in healthy adult males.” The FASEB Journal, vol. 30, no. 1, supplement 690.17 (April 2016)

[4] Turner RS et al. “A randomized, double-blind, placebo-controlled trial of resveratrol for Alzheimer disease.” Neurology, vol. 85, no. 16. (October 2015): 1383–1391

[5] Evans HM et al. “Effects of resveratrol on cognitive performance, mood and cerebrovascular function in post-menopausal women; a 14-week randomized placebo-controlled intervention trial.” Nutrients, vol. 9, no. 1 (January 2017): 27

[6] Thomas R.B. et al. “Neuroprotective potential of Bacopa monnieri and Bacoside A against dopamine receptor dysfunction in the cerebral cortex of neonatal hypoglycaemic rats.” Cellular and Molecular Neurobiology, vol. 33, no. 8 (November 2013): 1065-1074

[7] Nemetchek M.D. et al. “The Ayurvedic plant Bacopa monnieri inhibits inflammatory pathways in the brain.” Journal of Ethnopharmacology, vol. 197 (February 2017): 92-100

[8] Nieman K.M. et al. “Tolerance, bioavailability, and potential cognitive health implications of a distinct aqueous spearmint extract.” Functional Foods in Health and Disease, vol. 5, no. 5 (May 2015): 165-187

[9] Liu G et al. “Efficacy and safety of MMFS-01, a synapse density enhancer, for treating cognitive impairment in older adults: A randomized, double-blind, placebo-controlled trial.” Journal of Alzheimer’s Disease, Published online ahead of print October 27, 2015.

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