4种功效物质对视疲劳的缓解作用研究

袁克敏钟 芳陈茂深尚梦珊

YUAN Ke-min1 ZHONG Fang2 CHEN Mao-shen2 SHANG Meng-shan2

(1. 成都眼糖科技有限公司，四川 成都 610000；2. 江南大学，江苏 无锡 214000)

(1. Chengdu Eye Candy Technology Co., Ltd., Chengdu, Sichuan 610000, China; 2. Jiangnan University, Wuxi, Jiangsu 214000, China)

近年来，随着电子设备的普及与广泛使用，加之现代生活和工作节奏的加快，视疲劳人群的比例逐年增大[1-2]。王家琦等[3]对大学生视疲劳症状进行了调查，结果显示视疲劳的患病率为53.5%，同时发现对电子设备的依赖等因素与视疲劳的发生具有相关性。对办公室工作者的视疲劳调查结果也证明了长时间、高频率地使用视觉终端会导致视疲劳症状发生[4]。

视疲劳被定义为眼睛因强化工作而疲劳时的非特异性症状，具体表现为眼部疲劳、眼部疼痛、视力模糊、头痛和易疲惫等[5]。其中，视疲劳程度过重会产生记忆力减退、失眠等全身不适，严重影响视疲劳人群的学习、工作和生活[6]。而紧张[7]、过度紧张[8-9]、焦虑[10]、烦躁和抑郁[10]等不良的心理情绪也可导致视疲劳的发生。同时有报道[11-12]指出，视疲劳与眼肌的使用不当或过度紧张有关，由于眼肌的代谢增加和视细胞的过度消耗，导致代谢废物增加、氧自由基累积、眼部营养物质供应不足，从而使得视疲劳症状加剧。因此，为了预防和改善视疲劳症状，可以通过合理补充眼部或机体所需营养物质、抗氧化保护眼部细胞及体细胞、提高身体机能和改善不良情绪等方法达到缓解视疲劳的目的。

据报道[13]，缓解视疲劳功能食品中的功效成分多为脂质、水溶性维生素、氨基酸、矿物质、多酚及多糖类，其通过补充并维持眼部所需物质、清除自由基、增加眼部血液供应等方式，来改善视疲劳症状。研究表明，β-胡萝卜素是人体内维生素A的来源，具有保护视力[14-15]和缓解人体视疲劳的作用[16-18]。葡萄籽提取物含有原花青素、儿茶素、表儿茶素、没食子酸、表儿茶素没食子酸酯等多酚类物质，具有较强的抗氧化作用，能有效清除眼内代谢及损伤产生的自由基，改善视疲劳症状[19-20]。γ-氨基丁酸和茶氨酸在提高人体睡眠质量[21]和记忆力[22]等方面有较好的改善作用，能够缓解焦虑和抑郁等情绪[23-24]，同时对人体具有神经保护作用[25]。此外，茶氨酸和γ-氨基丁酸对脑电α波的增强、注意力的提高，以及反应能力的提高，也具有良好的改善作用[26-27]。然而，含有以上4种功效物质(茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物)的功能性产品对视疲劳症状的影响研究尚未有报道。

为了探究茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物相结合对视疲劳的缓解作用，本研究拟采用以上4种物质为功效成分，将其添加到巧克力糖果中，同时，以不加任何功能成分的巧克力糖果为空白对照，进行人群试验，评价该功能性巧克力产品对视疲劳引起的眼部不适和全身不适的缓解作用。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 受试样品

巧克力糖果：每块糖果质量为(13.0±0.5) g，成都眼糖科技有限公司。将样品分为空白组和样品组，空白组巧克力糖果主要配料为：赤砂糖、黄油、坚果、可可液块；样品组在空白组的基础上添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物4种功效物质，添加量参照有关国家标准或有关研究的推荐用量，控制每块中的总添加量在500 mg以内。

1.1.2 仪器

视力表：医用标准视力表灯箱，江苏远燕医疗设备有限公司；

脑电仪：NT9200型，北京中科新拓仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 受试者的筛选 本试验参考国食药监保化[2012]107号《缓解视疲劳功能评价方法》和中华医学会眼科学分会眼视光学组《视疲劳诊疗专家共识》制订视疲劳评定量表，并以此设置调研问卷进行入组筛选[28]。

从396位自愿者中筛选符合纳排标准的110位受试者，受试者均为日常用眼较多且已出现视疲劳表现的江南大学在校师生。其中男性27人，女性83人；年龄分布情况为17～20岁32人、21～30岁73人、31～40岁5人。受试者年龄集中在18～30岁，该年龄段也代表用眼较多(尤其是用电脑和手机较多)以及易出现视疲劳的学生和办公室人群。所有受试者在充分了解样品的安全性、测试方法与要求及注意事项后，签署知情同意书后遵照方案进行测试评估。筛选条件及视疲劳症状判定方法如下：

(1) 18～65岁，年龄分层随机，男∶女=1∶1；长期使用视频终端(电脑、手机、电视等)每天总共超过4 h，每周5 d及以上，持续1年及以上的自愿受试者且具有以下8项中的任意3种及以上情况，或者前7项中至少一项根据表1得分达到3分者(无论有无⑧的情况)：① 眼酸痛；② 眼胀；③ 畏光；④ 暂时性视物模糊，不耐久视；⑤ 眼部干涩；⑥ 异物感；⑦ 流泪；⑧ 全身不适。

(2) 排除以下情况测试者：① 患有感染性、外伤眼部疾病或因此手术不足3个月者；② 患有角膜、晶体、玻璃体、眼底病变等眼科疾病；③ 患有心血管、脑、肝肾、造血系统等疾病者、糖尿病患者或重大手术3个月以内者；④ 妊娠或哺乳期妇女、过敏体质患者、对巧克力、扁桃仁(巴旦木)过敏者；⑤ 短期内服用与受试功能有关的药品、保健品者，影响到对结果判定者；⑥ 长期使用治疗视力的药物或使用其他治疗未能终止而影响到结果判断者。

1.2.2 受试者的分组 根据视疲劳调查问卷结果评分的轻重程度将110例受试者进行分层，然后按照分层随机方法分为两组。测试过程中，8人脱落，实际有效例数102例。各组人员基本情况与指标均无显著差异，具有可比性(表2)。

1.2.3 样品的服用和分发 测试采用盲法：测试工作人员与受试者均不知道两组样品具体情况，但所有人均能够从测试问卷中了解到是否与视疲劳有关。受试者每日食用样品2块。根据受试者作息与学习工作特点，分2次(15:00～16:00 和19:00～20:00)食用，1块/次，连续30 d。受试者在食用期间学习工作、生活饮食习惯与原来保持一致，停止服用有改善视力作用的药物或其他保健品。

表1 视疲劳症状判定方法†

† “偶感”是指1～2次/2 d；“时有”是指1～3次/d；“经常”是指>3次/d。

表2 各组人员测试前基本情况†

† 同列不同字母表示各组之间具有显著性差异，P<0.05。

1.3 测试指标

1.3.1 视力测试 受试者分别在0，30 d进行视力测试，记录服用受试样品前后受试者的左眼和右眼视力，同时计算视力提高有效率(即视力提高人数与总受试者人数之比)，分析视力改善情况。具体测试方法如下：

使用标准对数视力表，此表为12行大小不同开口方向各异的“E”字所组成；测量从0.1～1.5(或从4.0～5.2)；每行有标号，被检者的视线要与1.0的一行平行，距离视力表5 m，视力表与被检查者的距离必须正确固定，患者距表为5 m。进行检测先遮盖一眼，单眼自上而下辨认“E”字缺口方向，直到不能辨认为止，记录下来即可。

1.3.2 视疲劳调查问卷 受试者分别在0，7，14，21，30 d填写视疲劳眼部不适和全身不适调查问卷，统计受试者问卷的眼部和全身不适总积分和单项症状积分(包括视物模糊、异物感、畏光、主观记忆力减退、主观注意力减退和睡眠质量下降)，分析视疲劳症状的改善情况。问卷内容见表3。

表3 视疲劳眼部不适和全身不适调查问卷†

† 偶有(1分)：一周1～3次；时有(2分)：每天1～3次，但适当闭目休息后症状基本消失；常有(3分)：每天超过3次，适当休息或小睡后有改善，但症状仍在；持续(4分)：每天持续超过6 h，休息后改善也不明显。

1.3.3 注意力测试 受试者需要在为期30 d的测试过程中进行2次注意力测试，2次注意力的测试时间间隔为15 d。第一次注意力测试记为ZA1，ZA1结束后立刻服用受试样品，计时30 min后进行ZA2测试。ZA1测试结束15 d后进行第二次注意力测试，记为ZB1，ZB1结束后立刻服用受试样品，计时30 min后进行ZB2测试。开始测试后，屏幕上会出现乱序的数字，要求受试者按照从小到大的顺序找到1～50并依次点击，记录受试者完成该测试所用的时间，结果以苏尔特方格用时(s)表示。

1.3.4 记忆力(脑年龄值)测试 受试者需要在为期30 d的测试过程中进行两次记忆力测试，两次记忆力的测试时间间隔为15 d。第一次记忆力测试记为JA1，JA1结束后立刻服用受试样品，计时30 min后进行JA2测试。JA1测试结束15 d 后进行第二次记忆力测试，记为JB1，JB1结束后立刻服用受试样品，计时30 min后进行JB2测试。开始测试后，屏幕上会随机出现几个乱序的数字，几秒钟后消失。在原来出现数字的位置上会出现一个圆圈，要求受试者按照数字从小到大的顺序点击圆圈，根据点击速度的快慢和错题数综合分析并标记为脑年龄。记录并分析受试者脑年龄的变化。

1.3.5 脑电图测试 脑电α波的产生是人身体产生舒畅、愉快感觉的标志[29]，对“放松”和“身心健康”两方面都有积极的影响[30]。受试者需要在为期30 d的测试过程中进行两次脑电波测试，两次脑电波的测试时间间隔为15 d。第一次脑电波测试记为NA1，NA1结束后立刻服用受试样品，计时30 min 后进行NA2测试。NA1测试结束15 d后进行第二次脑电波测试，记为NB1，NB1结束后立刻服用受试样品，计时30 min后进行NB2测试。记录并分析受试者NA1、NA2、NB1和NB2测试的α波功率值、α波功率值谱百分比(α-Fr%)和α/β波功率值谱百分比比值(α/β数量)，分析脑电波变化情况。

1.4 数据分析

数据统计采用SPSS 22.0软件，组内和组间分析采用配对样本t检验和单因素方差分析。

2 结果与讨论

2.1 4种功效物质对视疲劳引起的眼部不适的影响

2.1.1 视力测试 受试者服用样品30 d前后视力变化情况如表4所示，由组内配对样本t检验分析结果可知，服用样品30 d后，样品组受试者的左眼视力和右眼视力均增加，分别由0.89和0.90提高至1.00和0.99，且样本之间具有显著性差异。而空白组受试者的视力前后无显著性差异。

视力的提高有效率结果如图1所示，样品组受试者的左眼视力和右眼视力的提高有效率分别为53.97%和46.03%，且均高于空白组的38.89%和36.11%，即样品组中视力得到改善的受试者人数较多。这与邓乾春等[31]的研究中原花青素能够清除氧自由基、保护眼部细胞的作用结果一致。

表4 服用样品前后的左(右)眼视力†

† 同行不同字母表示样品之间具有显著性差异，P<0.05。

以上结果显示，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对视疲劳受试者的视力减退下降具有较好的改善作用。

2.1.2 视疲劳眼部不适问卷测试 图2为受试者服用前(0 d)眼部不适总积分以及单项症状积分与服用样品不同天数(7，14，21，30 d)后的眼部不适总积分以及单项症状积分的差值。差值越大，表明眼部不适症状的改善程度越大。

由图2(a)可知，随着服用天数的延长，两组的眼部不适总积分差值均逐渐增大，其中样品组的总积分差值由0～7 d的1.75增加至0～30 d的3.54，空白组的总积分差值由0～7 d 的0.97增加至0～30 d的2.69。表明样品组受试者的视疲劳眼部不适症状得到了较大程度的改善。而空白组受试者眼部不适总积分也增加，可能是受试者自身的心理暗示作用。

图1 服用样品前后的视力提高有效率

Figure 1 The visual acuity improvement of each group before and after test (n=102)

由图2(b)可知，随着服用天数的延长，两组的视物模糊积分差值均逐渐增大，其中样品组的积分差值分别由0～7 d的0.21增加至0～30 d的0.57，空白组的积分差值分别由0～7 d的0.09增加至0～30 d的0.21。表明样品组受试者的视物模糊症状得到了较大程度的改善。同时，由图2还可知，7 d时样品组受试者的视物模糊症状已有一定程度的改善，21 d时的改善程度进一步增大，而30 d时的改善程度保持不变。

由图2(c)、(d)可知，随着服用天数的延长，两组的异物感和畏光积分差值均逐渐增大，其中样品组的积分差值分别由0～7 d的0.11和0.18增加至0～30 d的0.23和0.43，空白组的积分差值分别由0～7 d的0.04和-0.28增加至0～30 d的0.13和0.19。同时，由图2还可知，样品组0～30 d时的异物感和畏光积分差值较大。这表明，样品组受试者的异物感和畏光症状在30 d时得到较大程度的改善。

图2 服用样品不同天数后的视疲劳眼部不适总积分差值以及视物模糊、异物感和畏光单项症状积分差值

以上结果表明，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品能够有效缓解受试者由视疲劳引起的眼部不适症状。其中，对于视物模糊症状，服用7 d即能够得到有效改善，而长期(21，30 d)服用改善效果更好。对于异物感和畏光症状，长期(30 d)服用能够得到有效改善。

2.2 4种功效物质对视疲劳引起的全身不适的影响

2.2.1 视疲劳全身不适问卷测试 图3为受试者服用前(0 d)全身不适总积分以及单项症状积分与服用样品不同天数(7，14，21，30 d)后的全身不适总积分以及单项症状积分的差值。其中，差值越大，表明全身不适症状的改善程度越大。

由图3(a)可知，随着服用天数的延长，两组的全身不适总积分差值均逐渐增大，其中样品组的总积分差值由0～7 d的3.11增加至0～30 d的6.57，空白组的总积分差值由0～7 d 的3.25增加至0～30 d的4.66。表明样品组受试者的全身不适症状有较大程度的改善。而空白组受试者全身不适总积分也有所增加，这可能是受试者自身的心理暗示作用。

由图3(b)～(d)可知，随着服用天数的延长，两组的主观记忆力减退、主观注意力减退和睡眠质量下降积分差值均逐渐增大，其中样品组的积分差值分别由0～7 d的0.46，0.21，0.20增加至0～30 d的0.66，0.52，0.52，空白组的积分差值分别由0～7 d的0.05，0.19，0.09增加至0～30 d的0.31，0.25，0.19。表明样品组受试者的主观记忆力减退、主观注意力减退和睡眠质量下降症状得到较大程度的改善。这与林伟东等[30]的研究中茶氨酸的作用结果一致。同时，由图3可知，样品组受试者的主观记忆力减退症状在7 d时已有较大程度的改善，14，21 d时的改善程度增加，30 d时保持稳定。样品组受试者的主观注意力减退和睡眠质量下降症状在14 d时已有较大程度的改善，21 d 时的改善程度增加，30 d 时保持稳定。

以上结果表明，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品能够有效改善受试者由视疲劳引起的全身不适症状。其中，对于主观记忆力减退症状，服用7 d即能够得到有效改善。对于主观注意力减退和睡眠质量下降症状，服用14 d即能够得到有效改善。

2.2.2 注意力 苏尔特方格用时能够反映人的注意力变化情况，本试验采用注意力变化的短时效应和累积效应进行分析，其中，短时效应由ZA1和ZA2之间的差异反映，累积效应由ZA1和ZB1之间的差异反映。

表5为服用样品前后的苏尔特方格用时。由组内配对样本t检验分析结果可知(表5)，服用样品30 min后，样品组受试者的短时苏尔特方格用时降低，由服用前的53.26 s降至50.31 s，但服用前后无显著性差异。而服用样品15 d后，样品组受试者的短时苏尔特方格用时降低至48.17 s，且服用前后具有显著性差异。表明添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对受试者注意力的提高具有累积效应，而短时效应不明显。这与朱松等[32]的研究结果一致。

图3 服用样品不同天数后的视疲劳全身不适总积分差值以及主观记忆力减退、主观注意力减退和睡眠质量下降单项症状积分差值

Figure 3 The differences of total and single score of general malaise caused byasthenopia (subjective memory loss , subjective attention loss, and sleep quality decline) after eating the sample for different days (n=102)

表5 服用样品前后的苏尔特方格用时†

† 同行不同字母表示样品之间具有显著性差异，P<0.05。

同时由表5还可知，空白组中受试者的注意力均降低，但服用空白样品前后不具有显著性差异。表明空白样品对受试者注意力的提高不具有短时效应和累积效应。

以上结果表明，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对视疲劳受试者注意力的提高具有较好的改善作用。

2.2.3 记忆力 表6为服用样品前后的记忆力(脑年龄值)。通过比较JA1和JA2、JA1和JB1之间的差异考察样品对记忆力影响的短时效应和累积效应。

由组内配对样本t检验分析结果可知(表6)，服用样品30 min后，样品组受试者的脑年龄降低，由服用前的28.84降至26.35，且具有显著性差异。而服用样品15 d后，样品组受试者的脑年龄也降低，但服用前后无显著性差异。表明添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品能够提高受试者的记忆力，且具有短时效应。这与吕毅等[25]的报道一致。同时由表6还可知，服用空白样品30 min后，空白组中受试者的脑年龄增加。而服用空白样品15 d后，空白组中受试者的脑年龄降低，但服用前后无显著性差异。以上结果表明，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对视疲劳受试者记忆力的提高具有较好的改善作用。

表6 服用样品前后的记忆力(脑年龄值)†

† 同行不同字母表示样品之间具有显著性差异，P<0.05。

2.2.4 脑电波分析 为了探究茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物对人体焦虑的缓解、放松的效果，采用了脑电波测试分析的方法。参考任晓亮[33]的研究对视疲劳受试者的16导联进行脑电波测试，结果发现每位受试者16导联的同一测试值数据均集中在一个区域，即不同电极测得的数据之间具有极强的相关性。因此，本研究选用正常成人α节律集中分布的顶部(P4)和枕部(O2)作为16导联的代表性指标进行分析。

(1)α波功率值和α波功率值谱百分比(α-Fr%)：表7为脑电波测试的α波功率值和α波功率值谱百分比，α波功率值和α波功率值谱百分比越大，表明大脑越放松。其中，NA1和NA2的α波功率值(α波功率值谱百分比)差异反映短时效应，NA1和NB1的α波功率值(α波功率值谱百分比)差异反映累积效应。由表7可知，与服用样品前(NA1)相比，服用样品30 min后(NA2)，空白组受试者各导联的α波功率值和α波功率值谱百分比均降低，而样品组受试者各个导联的α波功率值和α波功率值谱百分比均增加，且存在显著性差异。这表明，添加茶氨酸、γ氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对大脑的放松效应在食用后短时(30 min)就可以起效，还具有提高大脑的记忆能力、认知能力以及处理信息能力等效果，而空白样品不具有该效应。

同时由表7还可知，与服用样品前(NA1)相比，服用样品15 d后(NB1)，两组受试者各个导联的α波功率值略有增加，α波功率值谱百分比不变或略有增加，但均不存在显著性差异。这表明，添加茶氨酸、γ氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品和空白样品对脑电波均无累积作用。

(2)α/β波功率谱百分比比值(数量α/β)：表8为脑电波测试的α/β波功率值谱百分比比值(数量α/β)，数量α/β越大，α波相对增加、β波相对减少，表明大脑越放松，越有助于减轻压力与焦躁，且不易疲劳。其中，NA1和NA2的数量α/β差异反映短时效应，NA1和NB1的数量α/β差异反映累积效应。由表8可知，与服用样品前(NA1)相比，服用样品30 min 后(NA2)，空白组受试者各导联的数量α/β均降低，而样品组受试者各个导联的数量α/β均增加，且存在显著性差异。这表明，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对大脑的放松能够短时起效，同时有助于缓解视疲劳引起的紧张、焦虑等情绪[27]。而空白样品不具有该效应。

表7 脑电波测试的α波功率值和α波功率值谱百分比†

† 同行不同字母表示有显著性差异，P<0.01。

表8脑电波测试的α/β波功率谱百分比比值†

Table8 The percentage ratio of theα/βwave power value spectrum of the brain wave test (n=102)

组别导联NA1NA2NB1空白组样品组P43.35±0.88a3.03±0.92b3.54±1.10aO23.40±1.03a3.18±0.94a3.62±1.24aP42.93±0.79b3.44±0.93a2.93±0.97bO23.10±0.88b3.83±1.22a3.20±1.14b

† 同行不同字母表示有显著性差异，P<0.01。

同时由表8可知，与服用样品前(NA1)相比，服用样品15 d后(NB1)，两组受试者各个导联的数量α/β不变或略有增加，但不存在显著性差异。这表明，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品和空白样品对脑电波均无累积作用。

以上结果显示，添加茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品能够短时有效地放松大脑，有助于提高大脑的记忆能力、认知能力和处理信息能力等，从中枢机制上缓解视疲劳、放松眼肌，同时对视疲劳引起的紧张、焦虑、睡眠质量下降等情况也具有一定的缓解作用。

3 结论

针对视疲劳引起的眼部不适和全身不适等症状，本试验研究了含有功效物质茶氨酸、γ-氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对受试者视力、注意力、记忆力和脑电波(主要是α波)的影响。同时，采用调查问卷的形式，对受试者的眼部不适和全身不适症状进行了主观问卷调查，其中包括视物模糊、异物感、畏光、主观记忆力减退、主观注意力减退和睡眠质量下降6种表现。

结果表明，添加茶氨酸、γ氨基丁酸、β-胡萝卜素和葡萄籽提取物的巧克力产品对视疲劳受试者的眼部不适症状、视力下降、全身不适症状、注意力和记忆力减退以及脑电波均具有较好的改善作用，能够缓解受试者由视疲劳导致的多种眼部和全身不适症状，如视物模糊、异物感、畏光、主观注意力和记忆力减退、睡眠质量下降等问题，同时能够短时有效地增加脑电α波、提高α/β波功率谱百分比，放松大脑，提高注意力，提高大脑的记忆能力、认知能力和处理信息能力等，从中枢机制上缓解视疲劳、放松眼肌，对视疲劳引起的紧张、焦虑、睡眠质量下降等情况也具有一定的缓解作用。