2020年6月2日/印度國防部生理學與聯合科學研究所/Scientific Reports
文/吳亭瑤
海拔愈高,氣壓愈低,氧氣愈稀,生理機能的運作愈會受到影響,也愈容易引起各種被泛稱為高山症(altitude sickness)的健康風險。
這些健康風險,可以只是頭痛頭暈、噁心嘔吐、倦怠無力等不舒服,也可以發展成影響認知、運動、意識功能的腦水腫,或是影響呼吸功能的肺水腫。情況有多嚴重,能否在休息後逐漸恢復,會不會進一步惡化成不可逆的傷害甚至威脅生命,端視體內組織細胞對外界氧氣濃度變化的調適能力。
要到多高才會出現高山症因個人體質而異,原則上海拔1, 500公尺以上(中海拔)就會開始對人體產生影響;在身體未適應前就貿然到達海拔2,500公尺以上(高海拔)任何人,包括健康成年人,都很容易出狀況。
不論是謹慎規劃爬升高度,還是行前服用預防藥物,目的都是為了提高身體的適應力,防範高山症的發生。但其實還可再加上一個選擇,那就是靈芝。
因為根據印度國防部生理學與聯合科學研究所(Defence Institute of Physiology and Allied Sciences,簡稱DIPAS)於今年(2020)六月發表在《Scientific Reports》(科學報導期刊)的研究發現,靈芝水萃取物可以減輕低壓低氧對腦神經的傷害,維護空間記憶相關的認知功能。
實驗開始前,研究者先花幾天時間,訓練大鼠在水迷宮尋找暗藏在水底下的休息平台(圖1)。
大鼠擅長游泳,但不喜歡水,所以牠們會努力尋找可以避開水的地方。
根據圖2的游動軌跡記錄可以發現,從第一天的繞了好幾圈,到第六天的一直線,大鼠找到平台的速度愈來愈快(圖2右三),顯示其具有很好的空間記憶能力。
把平台拿掉,大鼠的游動軌跡則會集中在平台所在的區域(圖2右一),這說明牠對平台位於哪裡,的確有清楚的記憶。
把這些受過訓練的正常大鼠,保留部分繼續在氣壓和氧氣都正常的環境下生活,作為實驗的控制組(Control),其他則送進低壓艙,模擬在超高海拔(25,000英尺,約7620公尺)的低壓低氧(hypobaric hypoxia,簡稱HH)環境下生活。
低壓艙大鼠中,部分餵食靈芝水萃物(aqueous extract of Ganoderma lucidum,簡稱GLAQ),每天劑量100、200或400 mg/kg(HH+GLAQ 100、200或400組),另有部分不給予靈芝(HH組)以作為對照。
這樣的實驗一共持續一週,實驗結束隔天,把上述五組大鼠放到水迷宮裡,看牠們是否還記得平台的位置。結果如圖3所示:
控制組(Control)仍清楚記得平台所在位置,一下子就能找到平台;低壓艙大鼠(HH)的記憶能力明顯受損,需控制組兩倍以上時間才能找到平台。但同樣在低壓艙的低氧環境下生活,有吃靈芝水萃物的大鼠對於平台的記憶則明顯好很多,而且靈芝吃得愈多,耗費的時間愈接近正常的控制組。
緊接著,研究者把平台移開,再把大鼠放到水迷宮裡。結果如圖4所示:
控制組(Control)會花最多時間在平台原所在區繞來繞去,表示在牠的認知裡,平台應該就在才對(但怎麼不見了?);低壓艙大鼠(HH)則呈現瞎踫運氣的狀態到處亂游;有吃靈芝的低壓艙大鼠(HH+GLAQ)在平台區域游動的時間就明顯增加,而且吃的靈芝愈多,逗留的時間愈接近正常的控制組(圖4)。
上述實驗結果顯示,靈芝的確能減輕低壓低氧導致的空間記憶錯亂。記憶功能是大腦結構和運作是否正常的表現,因此研究者進一步將實驗大鼠的腦組織解剖進行分析,結果發現:
低壓低氧會引發血管性腦水腫(微血管通透性增加,使大量液體從血管滲出聚積在腦組織間隙)和海馬迴(掌管記憶形成)出現損傷,但這些問題在事先有食用靈芝水萃取物的大鼠身上均減輕許多(圖5、6),說明靈芝有保護大腦的作用。
〔說明〕圖為大鼠大腦皮質組織染色切片。正常狀況應像控制組(Control)黑色箭頭所指,血管結構完整且周圍無積水。但在低壓低氧組(HH)則會出現腦血管變形和周圍積水現象;相較之下,事先有吃靈芝水萃物的大鼠(HH+GLAQ 200)處在低壓低氧環境時,腦血管變形和血管周圍積水的情況就明顯減輕很多。
〔說明〕圖為大鼠海馬迴組織染色切片,上圖黑色箭頭所指為損傷的神經細胞,下圖則是上圖的量化。
為什麼靈芝水萃取物可以抵擋低壓低氧造成的傷害,研究者將其進一步深入探討的結果匯整如圖7,基本上有兩個大方向:
一方面是身體在適應低壓低氧時的生理反應,會因靈芝的介入而調節得比較快也比較好;另一方面,靈芝可以直接調控腦神經細胞裡的相關分子,從抗氧化、抗發炎、維持體內氧氣恆定、調整大腦神經迴路、保持神經傳遞通暢等多種途徑,進而達到保護神經組織和記憶能力的作用。
過去已有許多研究從阿茲海默症、巴金森氏症、癲癎、血管栓塞、意外造成腦傷、衰老退化等多不同方面,指出靈芝具有保護腦神經的作用,如今這份來自印度的研究又從高海拔低壓低氧的角度,為靈芝的「增智慧不忘」再添證明。
尤其研究單位DIPAS隸屬印度國防部的國防研究與發展組織(DRDO),長期對高海拔生理學領域有深入探討,如何提高士兵對高海拔環境與壓力的適應力和戰鬥力,一直是其關注的焦點,因而使得這項研究的成果更具深義。
該研究使用的靈芝水萃物GLAQ含蓋的活性成分除了多醣類,還包含酚類、黃酮類、靈芝酸A等。研究者在發表本篇研究之前,已做過該萃取物的九十天亞慢性毒性試驗,確認其劑量即使高達1000 mg/kg,也不會對對大鼠各組織器官和生長發育造成負面影響。因此上述實驗的最低有效劑量200 mg/kg,顯然具備相當的安全性。
做好萬全的準備,才能享受登高的樂趣,才能體會接近天際的感動。有安全的靈芝為你加油打氣,應該能更安全的實現你的願望才對。
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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