青藏高原是世界上海拔最高、面积最大的高原,总面积达250万平方公里,约占我国草地总面积的三分之一。严寒、缺氧、强烈的紫外辐射是其最主要的特征。青藏高原上恶劣的环境胁迫会使有机体处于氧化应激状态,另外营养缺乏和体力活动也会加重有机体面临的氧化压力。人类和动物可以通过减少体力活动或者(和)增加抗氧化物质的摄入来减轻体内的氧化压力。营养素的摄入一方面可以减少自由基的生成,另一方面也可以修复自由基损伤。由于特殊的地理位置和文化习俗,青藏高原原著牧民食物结构较为单一,糌粑、牛羊肉、牦牛奶、酸奶、酥油等是他们最主要的食物。本文从植物-动物-人这一食物链的角度出发,研究测定了青藏高原的牧草和牦牛奶的总抗氧化能力和抗氧化成分,探究青藏高原生态系统中牧草、牦牛和牧民适应高寒胁迫环境的营养学机制。此外,本研究还对藏区牧民进行了膳食调查,探讨传统饮食习惯的改变对牧民健康的潜在影响。主要研究结果如下:(1)不同海拔高度5种高寒植物总抗氧化能力和抗氧化成分研究。选取青藏高原海拔3016米、3814米、4621米处的五种高寒植物,包括一种莎草,藏嵩草(Kobresia tibetica);两种杂草,珠芽蓼(Polygonum viviparum)和黄花棘豆(Oxytropis ochrocephala);还有两种灌木,金露梅(Potentilla fruticosa)和山生柳(Salix oritrepha)。5种植物的粗蛋白、脂肪的含量随海拔的升高而增加(P<0.05),矿物质元素的含量则随海拔的升高而降低(P<0.05)。5种植物的总抗氧化能力均随海拔的升高而增加(P<0.05),总酚和单宁的含量随海拔的升高而增加(P>0.05),单不饱和脂肪酸、多不饱和脂肪酸、亚麻酸、亚油酸均随海拔的升高而增加(P<0.05),它们为青藏高原牦牛生产高营养物质的牛奶尤其是富含多不饱和脂肪酸的牛奶提供了物质基础。(2)青藏高原18种高寒植物抗氧化能力和抗氧化成分研究。试验选取了青藏高原乌鞘岭地区的18种牧草,包括4种莎草:藏嵩草(Kobresia tibetica)、矮生嵩草(Kobresia humilis)、线叶嵩草(Kobresia capillifolia)和喜马拉雅嵩草(Kobresia royleana);5种禾草:垂穗披碱草(Elymus nutans)、短芒洽草(Koeleria litwinowii)、草地早熟禾(Poa pratensis)、藏异燕麦(Helictotrichon tibeticum)和短花针茅(stipabreviflora);5种杂草:珠芽蓼(polygonumviviparum)、秦艽(gentianamacrophylla)、马蔺(irislacteapall.var.chinensis)、问荆(equisetumarvense)和黄花棘豆(oxytropisochrocephala);4种灌木:金露梅(potentillafruticosa)、山生柳(salixoritrepha)、鬼箭锦鸡儿(caraganajubata)和短叶锦鸡儿(caraganajubata)。18种高寒植物的粗蛋白含量在9.1—25.2g/100gdm范围内,18种高寒植物的平均灰分含量为6.94g/100gdm,除了na远低于牲畜的需要量外,其它矿物质元素如ca,p,k,mg,cu,fe,mn,zn均能满足牲畜的需要。α-亚麻酸(cis-9,cis-12,cis-15c18:3),亚油酸(cis-9,cis-12c18:2)、棕榈酸(c16:0)约占高寒植物脂肪酸总量的83%左右。与杂类草和灌木相比,莎草和禾草含有更丰富的多不饱和脂肪酸。高海拔地区植物中高含量的多不饱和脂肪酸为反刍动物合成共轭亚油酸和n-3多不饱和脂肪酸提供了基础。除藏嵩草(kobresiatibetica)外其它三种莎草科植物都具有中等水平抗氧化能力,除短叶锦鸡儿(caraganajubata)外其它三种灌木都具有高等水平抗氧化能力。研究发现植物的营养价值和抗氧化能力随着海拔的升高而增加,夏季,莎草占牦牛干物质采食量的64%左右,我们推测青藏高原地区夏季莎草的抗氧化能力对于维持牦牛抗氧化健康来说是足够的。(3)青藏高原不同海拔高度牦牛奶的总抗氧化能力和抗氧化成分研究。选取甘肃省天祝藏族自治县乌鞘岭地区(37°12’02"nand102°51’38"e,altitude3016m),青海省果洛藏族自治州玛沁县大武镇(34°27’37"(34°27’37"nand100°12’35"e,altitude3824m)和西藏自治区那曲地区的古露镇(30°58’87"nand91°37’39"e,altitude4750m)为三个采样点。在每个采样点随机选取传统饲养方式下的泌乳牦牛各20头(年龄7-11岁,体重250-280kg,胎次为3-4次,产奶量相近,处于同一泌乳期的健康家养牦牛)。7月中旬、下旬和8月上旬,分别在天祝乌鞘岭、果洛大武镇和那曲古露进行采样。研究发现,牦牛奶和牧草的粗蛋白含量随海拔的升高而降低,牧草中性洗涤纤维和牦牛奶脂肪含量随海拔的升高而增加。牦牛奶的总抗氧化能力,维生素a,脂肪,共轭亚油酸,γ-亚麻酸,不饱和脂肪酸,fe、zn、na含量均随海拔的升高而增加(p<0.05),维生素c、粗蛋白、cu和mn的含量随海拔的升高而降低(p<0.05)。另外,两个较高海拔地区大武镇和古露镇牦牛奶的动脉粥样硬化指数(ai)显著低于乌鞘岭地区(p<0.05)。研究证明牦牛奶的营养价值随海拔的升高而增加,而且显著高于商品牛奶。(4)随着社会经济的繁荣发展,牧民的饮食习惯也发生了巨大的改变,牧民的牦牛奶及奶制品消费量有所下降,与1986年的定居牧民相比,牦牛奶的消费量下降了近2/3;出于经济的考虑,牧民出售牦牛奶,购入商品奶或奶制品以供日常消费,这都会造成牧民功能性营养成分摄入量降低,将对牧民的身体健康产生影响。同时我们也发现,牧民的蔬菜消费量有所增加。牧民膳食结构的改变会如何影响他们的健康,这一问题应该引起更多研究者的关注。