長白山二道白河地區森林康養緩解心理應激作用

修淑秋 王煥琦 王洪俊 安麗萍 范春楠 孫昕昳 王亞超 李妍莉 黃琴扉 張瑋尹 杜培革 劉艷波

摘要： 為進一步了解森林康養對健康人群心理應激緩解作用，研究從吉林市政府及當地大學篩選12名中老年健康志愿者，于2019年7月在長白山二道白河地區進行3天2夜的森林康養活動，利用國際通用的調查問卷POMS檢測受試人群的心境狀態變化，以液相色譜質譜法檢測血漿多巴胺、腎上腺素、去甲腎上腺素和皮質醇水平。結果顯示：森林康養后健康人群的焦慮指數減低、血壓降低、睡眠質量提高（ P <0.05），同時血漿多巴胺、腎上腺素和去甲腎上腺素的水平下降（ P <0.05）;森林康養可明顯緩解焦慮狀態，其發生機制與森林環境降低應激反應、抑制兒茶酚胺的釋放有一定關系。

關鍵詞： 森林康養，心理應激，緩解，兒茶酚胺，長白山

DOI： 10.12169/zgcsly.2020.12.04.0002

The Effect of Forest-based Health Practices on Decreasing Cognitive Stress in Erdaobaihe Area， Changbai Mountain

Xiu Shuqiu1Wang Huanqi2Wang Hongjun3 An Liping2Fan Chunnan3Sun Xinyi1

Wang Yachao1Li Yanli4Huang Chinfei 5Chang Weiyin6 Du Peige2Liu Yanbo4

（1.Affiliated Hospital， Beihua University， Jilin 132013， Jilin， China;

2.College of Pharmacy， Beihua University， Jilin 132013， Jilin， China;

3.College of Forestry， Beihua University， Jilin 132013， Jilin， China;

4.Department of Pathophysiology， Medical College， Beihua University， Jilin 132013， Jilin， China;

5.Graduate Institute of Science Education and Environmental Education， （National） Kaohsiung Normal University， Kaohsiung 82444， Taiwan， China;

6.College of Forestry， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350002， China）

Abstract： To observe the effect of forest-based health practices on psychological stress relief， the study selects 12 middle-aged and elder volunteers from the local government or universities in Jilin City to have 3-day and 2-night forest-based health practices in July 2019 at Erdaobaihe Area， Changbai Mountain. Their emotional states are detected using POMS questionnaire， and their plasma levels of dopamine， epinephrine， norepinephrine and cortisol are also tested with liquid chromatography mass spectrometry method. The results show that the anxiety degree and the blood pressure of the volunteers go down and their sleep quality is improved compared with the level before the forest-based health practices （ P <0.05）， while the levels of dopamine， epinephrine and norepinephrine in plasma drop correspondingly （ P <0.05）. The results indicate that forest-based health practices can significantly relieve anxiety， and the mechanism is to some extent related to the fact that forest environment decreases the stress response and inhabits the secretion of catecholamine.

Keywords：forest-based health practice， psychological stress， relief， catecholamine， Changbai Mountain

在高速發展的現代社會，城市居民所面臨的長期身心壓力已成為慢性應激性疾病的主要來源[1] 。應激引起藍斑-交感-腎上腺髓質系統持續強烈興奮，使腎上腺髓質分泌功能增強，而嗜鉻細胞主要分布在腎上腺髓質中，其囊泡中儲存兒茶酚胺，當交感神經興奮時，兒茶酚胺（腎上腺素（Adrenaline， Adr）、去甲腎上腺素（Noradrenaline， NA）和多巴胺（Dopamine， DA））從嗜鉻顆粒和交感軸突中釋放進入血液循環。在應激原持續作用下，下丘腦-垂體-腎上腺皮質系統亦持續強烈激活，大量的皮質醇釋放到外周血中。兒茶酚胺是典型的腎上腺素受體激動劑，可引起心率加快、心輸出量增加、外周血管阻力增大、血壓升高、焦慮、緊張等一系列神經體液變化，長期作用可引起抑郁、驚恐、反應性降低和疲勞綜合征以及神經、心血管、免疫功能降低甚至導致惡性腫瘤的發生[2] 。因此，人們越來越關注良好的自然環境對應激的緩解作用，相關研究證實，在森林中散步對心血管系統有較好的調理作用，如降低心率、降低血壓、緩解肌肉緊張、增強皮膚電導和中樞神經系統活動等，甚至社區公園也具有緩解壓力的效應[3-4] 。森林康養不但對年輕人的心血管系統有益處，對中老年人慢性阻塞性肺疾病和高血壓也有一定的輔助治療作用[5-6] 。因此，本研究通過POMS調查問卷、睡眠質量監測等觀察森林康養對應激的緩解作用，并分析相關機制，以期為森林康養的廣泛開展奠定科學基礎。

1 研究對象與研究方法

1.1 研究對象

參考日本學者李卿的康養設計原則[7] ，在吉林省吉林市篩選12名健康志愿者，年齡50～60歲，其中男性6名（56.3±2.25歲），女性6名（54.67±3.01歲）。所有志愿者均無心血管疾病、精神疾病史，均未服用任何影響身心健康的藥物。所有志愿者在3個月內沒有參加過森林康養或其他類似的旅行?？叼B過程中，3餐固定，營養搭配合理。志愿者在森林康養期間不允許飲用含有酒精及咖啡因等相關成分的飲料。該項研究符合北華大學醫學倫理學要求，康養前，所有的志愿者均親自簽署知情同意書并詳細填寫調查問卷，包括基本狀況（年齡，性別和職業）、生活方式（飲酒，吸煙，睡眠時間，吃早餐情況，工作時間，體育鍛煉，營養和精神壓力）等。此外，所有的受試者均需填寫國際上認可的、反應心理應激狀況的調查問卷（包括焦慮、沮喪、憤怒、活力、疲勞、困惑、自我激勵和睡眠狀況等指標）。

1.2 康養環境調查

該研究在吉林省長白山二道白河區著名的美人松林附近開展，吉林省長白山天池舉世聞名，是國家旅游局指定的5A級風景區?？叼B區住宿條件優越、森林步道和休憩區完整，符合國家有關規定。受試者康養時，研究者詳細調查了當地的植被種類（表1），并監測當時的空氣狀況（負離子含量和細菌分布等）。根據中華人民共和國發布的《環境空氣質量標準大氣污染標準分類標準》（GB3095-2012）及《國家森林公園總體規劃規范》（LY/T2005-2012），該地區的環境質量極佳，適合森林康養活動。

1.3 康養過程

每年的6—9月是長白山地區康養的最佳季節，因此本研究參考國際上常用的森林康養方式，于2019年7月上旬按照預案進行了為期3天2夜的森林康養活動，活動過程及時間分配見圖1。住宿場所位于距離康養地約1.0 km的四星級酒店，為防止情緒的劇烈變化對結果產生不良影響，受試者入睡前避免劇烈運動，避免長時間看電視、瀏覽手機及從事其他刺激活動。

1.4 POMS問卷調查

心境狀況主觀評估通常使用國際上廣泛接受的心境狀態量表（Profile of Mood States POMS）反應。POMS是基于多因素分析的成熟方法，其可靠性和有效性被廣泛接受。POMS可反映如下情緒變化，即緊張、焦慮、憤怒和活力等。每個情緒狀態又包括不同的水平。受試者第1天和第3天早8∶00前通過填寫POMS完成心境狀態評估，同時采集血液。

1.5 生理指標檢測

所有受試者每天監測3次血壓及心率，利用自動化血壓儀（歐姆龍HEM-7112 Comfort，歐姆龍健康護理（中國）有限公司，中國大連）測量收縮壓（systolic blood pressure，SBP）和舒張壓（diastolic blood pressure，DBP）等;利用單通道心電圖儀（Med-ECG-2301，廣州三瑞電子科技有限公司，中國廣州）測量心率（heart rate，HR）。

1.6 主要試劑

多巴胺（100070-200405，純度99.99%）、去甲腎上腺素（100169-9402，純度99.99%）、腎上腺素（100071-200401，純度99.99%）和皮質醇（103270-200002，純度99.99%）購自上海恒遠生物科技有限公司。乙腈色譜純、乙酸乙酯分析純、甲醇色譜純、丙酮分析純、氯化鈉分析純、濃鹽酸、無水硫酸鈉分析純（固體試劑用之前烘干 4 h ）均為國產或進口試劑。

1.7 液相色譜-質譜分析

血漿中多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素和皮質醇的濃度通過液相色譜-質譜法（Liquid chromatography-mass spectrometry，LC/MS）進行檢測（島津超高效液相色譜串聯質譜儀）。定性檢測：定性的判定標準首先是檢出的色譜峰的保留時間要與標準品中色譜峰的保留時間一致，滿足上述條件才可以進行定量檢測。定量檢測：釆用外標法對樣品中的目標組分進行定量，定量計算時待測組分的響應值應在儀器的線性響應范圍之內。

1.8 統計分析

t 檢驗用于比較森林康養前后各指標的差異。以 P <0.05作為差異具有顯著性的標準。

2 結果與分析

2.1 森林康養改善心境狀態

通過森林康養前后心境調查發現：森林康養后焦慮指數降低，同時受試者的睡眠質量得到提高（表2）;森林康養顯著提高受試者的活力指數并降低焦慮情緒（表3）。

2.2 森林康養降低健康志愿者的血壓

受試者第1天晚上的SBP明顯高于同一天早晨的SBP（ P <0.05）（圖2A），DBP亦有增加的趨勢，但兩者之間差異不明顯（ P >0.05）（圖2B）。經過3天2夜的森林康養后，平均SBP和DBP變化不顯著（ P >0.05）（圖2A、圖2B）。森林康養前后的平均心率無明顯變化（圖2C）。

2.3 森林康養減少腎上腺素分泌

腎上腺素是腎上腺髓質分泌的一種重要激素。當人體處于急性應激（如興奮、恐懼等）時，腎上腺素的分泌水平會增加，這有助于提高心血管系統功能、升高血糖，從而增強力量、提高反應速度等。成人血漿中腎上腺素的正常水平低于 1.53 nmol/L 。本研究發現：康養前受試者血漿中腎上腺素高于正常水平（2.17±2.09 nmol/L），康養后血漿腎上腺素水平（0.86±0.27 nmol/L）顯著降低（ P <0.05）。

2.4 森林康養減少去甲腎上腺素分泌

去甲腎上腺素既是交感節后神經元和腦內腎上腺能神經元合成和分泌一種神經遞質，也是一種由腎上腺髓質合成和分泌的激素。由神經末梢釋放出來的去甲腎上腺素一般均在局部發揮作用，并迅速被酶分解而失活或被神經末梢重新吸收，不進入血液。循環于血液中的去甲腎上腺素主要來自腎上腺髓質的分泌。血漿中去甲腎上腺素的正常水平一般低于10.05 nmol/L。本研究結果表明：森林康養前后受試者血漿中去甲腎上腺素的水平均在正常范圍，但森林康養后血漿中腎上腺素的水平（康養前后分別為5.22±1.16 nmol/L，4.13±1.16 nmol/L）明顯降低（ P <0.05）。

2.5 森林康養抑制多巴胺的釋放

兒茶酚胺具有很強的心血管興奮作用，可提高心率、增強心肌收縮性、提高心肌細胞傳導速度、增加心輸出量等，但兒茶酚胺濃度過高會導致高血壓和心肌梗塞發生的危險。血漿多巴胺的正常水平低于1.31 nmol/L。本研究發現：盡管森林康養前后多巴胺水平均在正常范圍，但與康養前（0.83±0.16 nmol/L）比較，森林康養后受試者血漿多巴胺水平（0.70±0.09 nmol/L）明顯降低（ P <0.05）。

2.6 森林康養對皮質醇的釋放無明顯作用

皮質醇是腎上腺皮質產生的主要糖皮質激素，調控機體多種生理反應。下丘腦-垂體-腎上腺皮質軸（Hypothalamus pituitary adrenal axis， HPA）具有晝夜節律變化。皮質醇還受到神經和體液的復雜調節。血漿中皮質醇的正常水平清晨時較高，其范圍為138～693 nmol/L;下午降低，其范圍為69～349 nmol/L。皮質醇在調節人的情緒、增進健康，調節免疫細胞功能和炎癥反應等方面具有重要效應，對血管和血壓以及維持結締組織完整性方面發揮不可替代的作用。本研究結果表明：森林康養對受試者血漿皮質醇含量無明顯影響。

3 討論

一定程度的應激可提高機體的功能，如提高警覺、增強心血管系統功能，提高機體的免疫能力等，但程度過強以及過長時間的應激對機體是有害的。過強的應激可增加藍斑-交感-腎上腺髓質和下丘腦-垂體-腎上腺皮質系統的功能，使兒茶酚胺和皮質醇的釋放增高，這些激素的釋放可提高心率、增強心肌收縮性、提高外周血管阻力，與高血壓發生密切相關;應激還可產生相應的情緒反應，如興奮、焦慮、緊張、警覺和憤怒等。

日本學者李卿教授通過多年的研究發現：森林康養可以顯著改善人的心理應激狀態[8-10] ，即使患有情感障礙的患者，康養也可緩解負面的心理癥狀并增加積極的情緒狀態[11] 。本研究表明，森林康養明顯改善了中老年健康受試者的心理和生理應激水平，血漿兒茶酚胺水平降低，尤其對女性更為明顯。這可能與下列因素有關：1）人類在與自然界斗爭過程中生息繁衍了數千年，在森林中能獲取生存的必需物質，因此，建立了人與自然的和諧統一[12] 。2）長白山地區7月份良好的森林自然環境刺激人的視覺系統，進而減弱交感神經活動而使副交感神經活動增強，減少兒茶酚胺釋放，從而降低外周血管的阻力，降低血壓。3）郁郁蔥蔥的森林和暖濕的環境使樹木釋放大量的植物殺菌劑（也稱芬多精，這對健康恢復具有良好的作用），人在森林環境中通過呼吸和皮膚的充分接觸，可吸收芬多精進入體內舒緩人的緊張情緒[13] 。4）森林中釋放的多種植物精華也對神經退行性疾病具有重要的保護作用改善或預防作用[14] 。已有研究表明，當空氣中負氧離子達到700個/cm3 以上時，人體感覺舒適;當負氧離子含量>1 000個/cm3 時，對人體有保健作用;當其>8 000個/cm3 時，具有輔助治療疾病的作用[15-16] 。本研究人群在康養期間，森林環境中負氧離子超過8 000個/cm3 ，因此具有明顯降低應激反應的效應。此外，森林中的花香可以改善人的心理應激狀態、緩解緊張、減少抑郁和記憶障礙。

本研究仍存在不足之處，如森林康養緩解應激反應的機制尚不明確，受試人群年齡偏大，受多方面限制、樣本量偏小，康養時間較短等，這些可能都對結論有一定影響。在后續的研究中要進一步擴大樣本量，涵蓋不同年齡段受試者，盡量延長康養時間以得出更準確的研究結論。

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