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敦化雁鸣湖镇森林康养区森林挥发物变化规律及康养缓解2型糖尿病患者应激反应

2021-09-11刘艳波王焕琦安丽萍王洪俊孙昕昳范春楠王亚超彭雅楠修淑秋杜培革

关键词:白桦落叶松康养

刘艳波,李 燕,王焕琦,安丽萍,王洪俊,孙昕昳,范春楠,王亚超,彭雅楠,修淑秋,杜培革

(1.北华大学基础医学院,吉林 吉林 132013;2.北华大学林学院,吉林 吉林 132013;3.北华大学药学院,吉林 吉林 132013;4.北华大学附属医院,吉林 吉林 132011)

雁鸣湖国家自然保护区位于吉林省延边朝鲜族自治州敦化市境内,地处长白山脉张广才岭南麓.保护区总面积53 940 hm2,属于“内陆湿地和水域生态系统”类型的自然保护区,保护着牡丹江上游湿地及黑鹳、东方白鹳、丹顶鹤、中华秋沙鸭等濒危水禽,是东北虎迁移的重要生态廊道.保护区气候属中温带大陆性湿润季风气候,春秋短暂、凉爽少雨,夏季温暖、雨量充沛,冬季漫长寒冷.年平均气温4.3 ℃,无霜期平均120 d.雁鸣湖镇林地由天然林和人工林组成,以天然林为主.天然林以松、柞、杨、桦树为主,杂以水曲柳、榆树、色树、柳树等;人工林主要树种有落叶松、红松、杨树、樟子松等.保护区内山峦叠嶂,水草丰美,气候温润,空气清新,富含大量负氧离子及森林挥发物,是森林康养的绝佳之处.

森林挥发物是指植物通过基因调控、生物合成、代谢调控等过程产生的,能够在植物间、植物与环境间作为一种行为暗示的化学信号传递物质.比如,芬多精就是森林挥发物中对人体有益的成分,是由植物的花、叶、芽、木材和根等器官的油腺组织在新陈代谢过程中不断分泌、释放的具有芳香气味的有机物.研究[1-5]表明:芬多精除了可以增加抗癌蛋白(如颗粒酶、颗粒溶素和穿孔素等)释放外,还具有调节血压、改善睡眠、缓解精神紧张以及降低血糖等作用.HTSUKA Y等[5]发现,在森林中漫步能显著降低糖尿病患者的血糖值,认为森林环境改变了人体某些激素的分泌和自主神经系统功能,增加了能量消耗,提高了胰岛素敏感性;日本学者通过检测2型糖尿病患者“森林浴”前、后的血糖含量发现,在森林中行走能显著降低人体血糖含量,认为除行走本身可以降低血糖水平外,森林环境中的芬多精也发挥了降低血糖的效应.国内目前尚未见森林康养对糖尿病人群影响的相关报道.本文着重探究敦化雁鸣湖镇森林康养区7月份森林挥发物动态变化规律,分析森林康养对应激激素的影响,为今后森林康养研究奠定基础,为吉林省林区森林康养基地建设提供数据支撑.

1 材料与方法

1.1 森林挥发物采集

森林挥发物采样地点位于雁鸣湖神龙温泉周边,选择4个地点作为采样点,分别为室外温泉区、人工落叶松林区、白桦林区和阔叶混交林区,4个区域均适合夏季森林康养.采样点信息见表1.

表1 采样点林分组成及地理坐标Tab.1 Stand composition and geographical coordinates of sampling points

采用吸附剂富集的方法收集森林挥发物.取样高度80 cm,利用抽气泵,以200 mL/min流量抽气,使空气经过装有Tenax TA吸附剂的吸附剂管(玻璃管,200 mm×4 mm,吸附剂200 mg),取样1 h,收集12 L空气.在上午、下午、晚上3个时间段(9:00—10:00、15:00—16:00、19:00—20:00)收集森林挥发物.将吸附剂管两端用硅胶帽密封,现地用4 mL正己烷溶液分两次洗脱样品至2 mL样品瓶内.将样品瓶置于手提冰箱保存,带回实验室,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)检测.

1.2 研究对象

在吉林市政府相关部门及当地大学中筛选志愿者26名,年龄介于55~78岁,其中,2型糖尿病患者13名(根据2017年美国糖尿病学会的诊断标准,患者服用二甲双胍进行治疗,未进行胰岛素注射治疗),6名男性,7名女性,平均年龄(63.85±5.72)岁;健康志愿者13名,6名男性,7名女性,平均年龄(64.23±4.95)岁,两组志愿者年龄无明显统计学差异.其中,2型糖尿病患者的病程大于1 a,糖化血红蛋白大于6.5%.若空腹血糖经常<3.9 mmol/L,和/或经常>16.9 mmol/L以上,和/或糖化血红蛋白≥11.5%均排除.所有志愿者无明显心血管疾病、精神疾病史,均未服用任何影响身心健康的药物,3个月内没有参加过森林康养或其他类似的旅行.康养过程中,三餐固定,营养搭配合理.志愿者在森林康养期间不允许饮用含有酒精的饮品.该项研究符合北华大学医学伦理学要求,康养前,所有志愿者均亲自签署知情同意书并详细填写调查问卷,包括总体状况(年龄、性别和职业)、生活方式(饮酒、吸烟、睡眠时间、吃早餐情况、工作时间、体育锻炼、营养和精神压力)等.

1.3 康养过程

受试者被安排在康养地附近的神龙温泉度假酒店,为了防止由于情绪剧烈变化对结果产生不良影响,受试者入睡前避免剧烈运动,避免长时间看电视、浏览手机及从事其他刺激性活动.参考国际上常用的森林康养方式,该研究于2019年7月上旬按照预案进行了为期3周的森林康养活动.所有康养者每天上午和下午均在森林中漫步约2.5 km,期间进行60 min森林冥想、30 min森林体操、60 min森林休憩.参与者在康养前、后1周、2周和3周末均填写心境状态量表(Profile of Mood States,POMS),同时采集血液,分离血清以备检测应激激素水平.

1.4 POMS问卷调查

心境的主观评估通常使用被国际上广泛接受的POMS量表.POMS可反映焦虑、抑郁、愤怒、活力、疲劳和困惑等情绪变化,每个情绪状态又包括不同水平.

1.5 主要试剂

多巴胺(100070-200405,纯度99.99%)、去甲肾上腺素(100169-9402,纯度99.99%)、肾上腺素(100071-200401,纯度99.99%)、皮质醇(103270-200002,纯度99.99%的标准产品)购自上海恒远生物科技有限公司,乙腈(色谱纯)、乙酸乙酯(分析纯)、甲醇(色谱纯)、丙酮(分析纯)、氯化钠(分析纯)、浓盐酸(分析纯)、无水硫酸钠(分析纯,用前烘干4 h)为国产或进口试剂.

1.6 液相色谱-质谱分析

血清中多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素和皮质醇浓度通过液相色谱-质谱法进行检测(岛津超高效液相色谱串联质谱仪).定性检测:定性的判定标准是检出的色谱峰保留时间要与标准品中色谱峰保留时间一致,满足这个条件才可以进行定性检测;定量检测:釆用外标法对样品中的目标组分进行定量计算,儿茶酚胺的响应值应在仪器的线性响应范围之内.

1.7 统计分析

利用t检验比较森林康养前、后及糖尿病患者与健康志愿者各指标的差异,以P<0.05作为差异具有显著性的标准.

2 结 果

2.1 室外温泉区森林挥发物种类

通过吸附剂富集法鉴定出室外温泉区共有87种挥发物,其中,9:00—10:00检测出61种,8类,按相对含量排序依次为芳香类、含N化合物、烷烃、酮类、烯烃、醇类、酯类、醛类.其中,芳香类化合物最多,有20种,相对含量为85.66%;其次为含N化合物,有12种,相对含量为7.22%;烷烃、酮类、烯烃相对含量均大于1%.

15:00—16:00共鉴定出挥发物25种,9类,按相对含量排序依次为酯类>烷烃>芳香类>酮类>醇类>其他类>含O杂环化合物>醚类>含N化合物.酯类化合物相对含量最高,为30.01%;其次为烷烃类,为29.47%;芳香类化合物种类最多,为7种,相对含量为15.95%.

19:00—20:00检测出挥发物28种,11类,按相对含量排序依次为酯类>酮类>醇类>芳香类>含O杂环化合物>烷烃>烯烃>其他类>羧酸类>含S化合物.酯类化合物相对含量最高,为44.65%;其次为酮类,为21.57%.室外温泉区挥发物种类及相对含量见表2.

表2 室外温泉区挥发物种类及相对含量Tab.2 Types and relative contents of volatiles detected in outdoor hot spring area

2.2 人工落叶松林区森林挥发物种类

人工落叶松林区共鉴定出88种挥发物.9:00—10:00检测出63种,9类,其中,烷烃化合物种类最多,有21种;其次为芳香类,有18种.从相对含量看,芳香类化合物最多,为81.07%;其次为烷烃类,为7.46%.15:00—16:00共鉴定出挥发物成分7类24种,酯类、酮类、醇类相对含量较多,分别为36.88%、26.55%和23.31%.19:00—20:00检测出挥发物成分8类22种,相对含量大于1%的挥发物由多到少依次为酯类、酮类、醇类、烷烃类、烯烃、芳香类,其中酯类化合物为53.35%.人工落叶松林区森林挥发物种类及相对含量见表3.

表3 人工落叶松林区挥发物种类及相对含量Tab.3 Types and relative contents of volatiles detected in man-made Larch plantations

2.3 白桦林区森林挥发物种类

白桦林区共鉴定出65种挥发物.9:00—10:00检测出8类45种,其中,烷烃、芳香类化合物种类最多,为11种,芳香类化合物相对含量最高,为72.34%;15:00—16:00鉴定出挥发物成分8类22种,酯类、酮类、醇类相对含量较高,分别为48.68%、24.55%和10.29%;19:00—20:00鉴定出挥发物成分7类22种,酯类、醇类、烷烃类相对含量较高,分别为53.53%、22.31%和13.47%.白桦林区森林挥发物种类及相对含量见表4.

表4 白桦林区挥发物种类及相对含量Tab.4 Types and relative contents of volatiles detected in Betula platyphylla forest region

2.4 阔叶混交林区森林挥发物种类

阔叶混交林区共鉴定出50种挥发物.9:00—10:00检测出8类30种,其中,芳香类、酯类、酮类、醇类化合物相对含量均高于10%,分别为44.15%、22.2%、13.33%和12.29%;15:00—16:00共鉴定出挥发物成分8类28种,酯类、酮类、醇类化合物相对含量均高于10%,分别为47.41%、20.51%和14.79%;19:00—20:00检测出挥发物成分8类21种,酯类、酮类相对含量较高,分别为31.85%和26.76%,其他挥发物相对含量均在1%~10%.阔叶混交林森林挥发物种类及相对含量见表5.

表5 阔叶混交林区挥发物种类及相对含量Tab.5 Types and relative contents of volatiles detected in broad leaf mixed forest region

2.5 不同康养区域森林挥发物差异

2.5.1 种类差异

对4个区域挥发物种类进行对比分析,见图1.结果发现:室外温泉区的森林挥发物中芳香类、含N类化合物、酮类化合物种类高于人工落叶松林区、白桦林区和阔叶混交林区.其中,芳香类、酮类在各区域由多到少依次为室外温泉区>人工落叶松林区>白桦林区>阔叶混交林区;含N类化合物在阔叶混交林区未检测到;烷烃类在人工落叶松林区最多有21种,由多到少依次为人工落叶松林区>室外温泉区>白桦林区>阔叶混交林区;醇类在人工落叶松林区、白桦林区和阔叶混交林区均为4种,室外温泉区有3种;酯类在白桦林区种类最多,为5种,在室外温泉区、人工落叶松林区、阔叶混交林区分别为3种、2种和1种;烯烃类在阔叶混交林区有3种,人工落叶松林区和白桦林区各有2种,室外温泉区有1种;醛类只在室外温泉区检测到少量;含O杂环化合物、羧酸类只在人工落叶松林区可以检测到.

图1 不同区域森林挥发物种类Fig.1Species of forest volatiles in different regions

2.5.2 相对含量差异

分析4个区域相对含量大于1%的森林挥发物种类,见图2.结果发现:室外温泉区、人工落叶松林区、白桦林区芳香类化合物相对含量均在70%以上,阔叶混交林区仅为12.29%;阔叶混交林区醇类、烷烃类化合物相对含量最高,分别为22.20%和13.33%,而在其他区域相对含量较低;含N化合物在室外温泉区相对含量高于其他区域;酮类、酯类在白桦林区相对含量较高;烯烃类在人工落叶松林区、室外温泉区和阔叶混交林区相对含量较高,白桦林区相对含量较少.

图2 不同区域相对含量>1%的森林挥发物Fig.2Volatile content more than 1% in different forest regions

图3 不同区域森林挥发物种类日变化Fig.3Diurnal variation of forest volatiles in different regions

2.6 森林挥发物日变化

分析4个区域森林挥发物种类在一天中不同时间段的变化规律,见图3.结果发现:4个区域森林挥发物的总体变化趋势是上午种类多,而后逐渐减少.室外温泉区、人工落叶松林区和白桦林区在上午随时间推移挥发物种类减少明显;室外温泉区在下午有小幅上升,而人工落叶松林区、白桦林区则持续缓慢减少;阔叶混交林区挥发物种类一直缓慢持续减少.

分析4个区域森林挥发物相对含量大于10%的种类日变化规律,见图4.结果发现:芳香类化合物相对含量在4个区域的变化规律基本相同,即上午相对含量最高,下午急速下降,而后缓慢持续下降,晚上只在人工落叶松林区略有上升;酯类在室外温泉区、人工落叶松林区和白桦林区呈逐渐增加趋势,在阔叶混交林区先增加后减少;醇类在室外温泉区和白桦林区呈逐渐增加趋势,在人工落叶松林区和阔叶混交林区呈现先增加后减少趋势;酮类在室外温泉区和阔叶混交林区呈逐渐增加趋势,在人工落叶松林区和白桦林区呈先增加后减少趋势.烷烃类变化较复杂,在室外温泉区上午至下午逐渐增加,下午至晚上逐渐减少;在白桦林区白天相对含量处于较低水平,比较平缓,下午至晚上逐渐上升;阔叶混交林区白天至晚上相对含量一直呈上升趋势.

图4 不同区域相对含量>10%的森林挥发物日变化Fig.4Diurnal variation more than 10% forest volatiles in different areas

2.7 森林康养缓解心理应激情况

有研究[6-8]证实,森林漫步、温泉浴等可对人的认知及身体产生有益作用,延缓衰老及预防残疾的发生、增强认知功能、改善抑郁状态,并可以逆转某些代谢性疾病,适当运动可改善睡眠质量.本次研究表明:与康养前比较,无论是健康志愿者还是糖尿病患者在康养2周、3周后均可改善睡眠质量,改善认知功能以及心理应激指数,如降低焦虑、抑郁和愤怒情绪,提高活力等.相关结果见表6~表8.

表6 森林康养前、后受试人群睡眠质量Tab.6 Sleep quality before and after forest rehabilitation /分

表7 森林康养对健康志愿者心理应激的影响Tab.7 Effects of forest rehabiliation on cognitive stress in healthy volunteers /分

表8 森林康养对糖尿病患者心里应激的影响Tab.8 Effects of forest rehabiliation on cognitive stress in diabetic patients /分

3 森林康养对相关应激激素释放的影响

3.1 降低多巴胺及肾上腺素释放

儿茶酚胺是典型的应激激素,包括肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺.儿茶酚胺主要由肾上腺分泌,应激反应时释放量增加.持续性儿茶酚胺分泌增加,可诱发高血压及心肌梗死.此外,儿茶酚胺可抑制胰岛素释放,但刺激胰高血糖素的分泌.因此,慢性应激反应与糖尿病的发生密切相关,即慢性应激可使血糖水平增高.

健康人多巴胺血清水平一般低于1.31 nmol/L.本次研究结果表明:在健康志愿者及2型糖尿病患者血清中多巴胺均在正常范围.进行为期1周的森林康养可明显降低糖尿病患者血清中多巴胺的含量,康养3周后,其血清水平与康养1周比较差异显著(P<0.05);与康养前比较,健康志愿者康养3周的血清多巴胺水平明显降低(P<0.05)(图5 a).

健康人肾上腺素血清浓度一般低于1.53 nmol/L.本次研究结果显示:无论2型糖尿病患者还是健康人群,血清肾上腺素的水平均维持在正常范围内.糖尿病患者进行为期1周的森林康养后其血清肾上腺素水平明显降低(P<0.05);与康养前比较,健康志愿者康养2周后血清肾上腺素水平明显下降(P<0.05)(图5 b).

图5 森林康养对多巴胺及肾上腺素释放的影响Fig.5Effect of forest rehabiliation on reducing the release of dopamine and adrenaline

3.2 减少去甲肾上腺素及皮质醇释放

健康人血清去甲肾上腺素含量一般低于10.05 nmol/L.本研究证实:健康志愿者及2型糖尿病患者森林康养前血清去甲肾上腺素水平均在正常范围之内,两者无明显差异.康养1周,糖尿病患者血清去甲肾上腺素水平显著降低(仍在正常范围内),与康养前比较差异显著(P<0.05);健康志愿者康养1周及3周后去甲肾上腺素降低较明显(仍在正常范围内)(P<0.05) (图6 a).

皮质醇是肾上腺皮质产生的主要糖皮质激素,对许多生理功能发挥重要的调控作用.血清皮质醇含量昼夜变化大,上午在138~693 nmol/L,下午在69~349 nmol/L.本研究证实:无论健康志愿者还是2型糖尿病患者,早8:00血清皮质醇含量均维持在正常水平,森林康养2周后,血清皮质醇含量明显降低,与康养1周比较差异显著(P<0.05),而健康志愿者无明显差异(P>0.05).森林康养3周后,糖尿病患者和健康志愿者均较康养1周有所下降,差异显著 (P<0.05)(图6 b).

图6 森林康养对去甲肾上腺素及皮质醇释放的影响Fig.6Effect of forest rehabiliation on reducing the release of norepinephrine and cortisol

4 结论与讨论

4.1 森林环境对健康的促进作用

森林空气清洁、湿润、氧气充裕,对人体具有保健功能,如增强大脑α波、稳定情绪、辅助呼吸到正常状态、抑制交感神经、消除失眠并获得舒适的睡眠效果等,这些保健功能是借助多种环境因子(如温度、湿度、空气、光照、声音等)协同作用,通过人的五感(视觉、嗅觉、听觉、触觉以及味觉)对人体产生影响,其中,植物挥发物中的“芬多精”影响较大.森林中许多植物在生长过程中可不断散发芳香浓烈的挥发性物质,如柠檬油、肉桂油、有机酸、醚、醛和酮等,这些物质能杀死细菌、真菌和原生动物,被称为“植物杀菌素”或“芬多精”.李卿等[9]认为,芬多精主要通过嗅觉途径影响人体生理机能,如通过鼻黏膜内毛细血管进入血液,通过循环系统进入大脑,刺激下丘脑调节相关激素分泌;另一方面,芬多精刺激丘脑,通过改变脑电活动来控制大脑边缘系统,进而影响情绪[10-11].多种植物可释放芬多精,如1 hm2的山杨、榉、槐等林木,每天可分泌芬多精30~60 kg,均匀分布于周围约2 km的广泛区域[11],这些芬多精包括萜烯类、醇类、酚类、酮类和脂类化合物等;银杏、柏树、桦树、桉和冷杉等树木亦可分泌大量杀菌素,如有机酸、醚和酮类物质等,具有抑制或杀灭肺炎球菌、白喉杆菌、肺结核球菌等病原体效应.

芬多精的释放受多种因素影响,如植物遗传性和发育阶段等生物因素,温度、光照、水分、营养和空气湿度等非生物因素.树种组成不同,挥发物的组分和相对含量也不尽相同.芬多精主要由树叶释放,不同树种叶片释放的浓度不同,如阔叶林中植物杀菌素主要是异戊二烯,而针叶林中主要是α-蒎烯.温度是调节芬多精释放最为明显的环境因素之一,随着温度的升高,芬多精释放率提高;光照是影响植物挥发物合成和释放的主要因素之一,在温度一定时,异戊二烯释放率随光照强度的提高而增加,在遮阴条件下,栎属植物和欧洲山杨的异戊二烯释放明显减少,主要是由于合成异戊二烯的碳源主要来自光合作用近期固定的碳,对光的依赖性还基于异戊二烯合成酶.但有些芬多精的释放对光照的依赖性不大,如松树、冷杉等释放萜类化合物.

敦化雁鸣湖镇位于温带大陆性季风气候区内,冬季漫长,气温极低,1月平均最低温度在-20 ℃以下;夏季短暂潮湿,7月份是康养的最佳时期,气温较高,空气湿度大,光照充足,康养区内的松、柞、杨、落叶松、红松、杨树和樟子松等植物释放的挥发物种类多,相对含量大,负氧离子平均浓度也高,促进健康的作用明显.

4.2 不同康养区植物挥发物释放规律

本研究通过吸附剂富集法,结合液相色谱-质谱法分析了雁鸣湖室外温泉区、人工落叶松林区、白桦林区、阔叶混交林区4个区域的森林挥发物成分,研究了森林挥发物种类组成和相对含量,以及森林挥发物的日变化规律,比较了不同区域森林挥发物的差异.结果发现:室外温泉区共鉴定出挥发物87种,人工落叶松林区88种,白桦林区65种,阔叶混交林区50种.挥发物分为芳香类、酯类和醇类等14种,其中,芳香类、酯类、醇类、酮类、烷烃类相对含量较多,而这些化合物是芬多精的主要成分,具有广泛的生物学效应.

室外温泉区、人工落叶松林区、白桦林区芳香类化合物相对含量均在70%以上;酮类和酯类在白桦林区相对含量较高.4个区域森林挥发物的总体日变化趋势是上午挥发物种类多,而后逐渐减少.室外温泉区、人工落叶松林区、白桦林区在上午随着时间推移挥发物种类减少明显,室外温泉区在下午有小幅上升,而人工落叶松林区、白桦林区则持续缓慢减少;阔叶混交林区挥发物种类一直缓慢持续减少.由此可知:敦化雁鸣湖镇森林康养区日最佳康养时间为上午,随着温度的升高,森林挥发物种类和数量不断增加,下午多数处于下降状态;上午康养地点最好在室外温泉区和人工落叶松林区,这两个地点的芳香类化合物和酮类相对含量较多;脂类化合物在室外温泉区和人工落叶松林区午后相对含量逐渐增加,因此,下午应选择在落叶松林区进行活动.

4.3 森林康养对睡眠及心境的影响

本次研究证实,通过3周森林康养可显著提高受试者的睡眠质量,改善应激相关心境指数.对于健康志愿者,康养3周后焦虑和抑郁情绪较康养前得到明显缓解,愤怒情绪在康养2周后得到缓解;对于2型糖尿病患者,其困惑及焦虑情绪在康养3周后明显缓解,而2周后明显提高了患者活力,抑郁状态明显缓解.研究认为:森林中安静的气氛、美丽的自然景色、温和湿润的气候、清新的空气,尤其是空气中弥漫的芬多精对情绪产生了有益影响.芬芳的气味可改善人的情绪,尤其是对中老年人能够发挥重要作用.有研究证实:薰衣草的香味使人精力充沛,富有活力[12];使用精油进行芳香按摩可提高POMS活力.我们在人群康养期间同时检测了森林挥发物,发现室外温泉区、人工落叶松林区含有大量蒎烯类、酮类和脂类等芬多精,表明树木挥发的芬多精可在一定程度上缓解应激,具有放松情绪的效果.此外,欣赏森林中的美景也可显著提高活力并降低焦虑、抑郁、愤怒情绪,同时降低应激水平,在一定程度上抑制交感神经系统活性,提高副交感神经系统的活动.

4.4 森林康养对应激激素释放的影响

本研究对比分析了健康志愿者和2型糖尿病患者血清应激相关激素水平,结果发现:与康养前比较,森林康养1周可显著降低糖尿病患者血清多巴胺水平(P<0.05),之后逐渐降低,康养3周后效果更加显著(P<0.05);与康养前比较,健康志愿者康养3周后多巴胺的含量显著降低(P<0.05),说明森林康养可显著降低健康人群及糖尿病人群血清多巴胺水平.2型糖尿病患者血清肾上腺素水平在康养1周后显著降低(P<0.05),而后维持在较低水平(在正常范围内);健康志愿者森林康养2周后其血清肾上腺素水平明显降低(P<0.05).由此可见:森林康养可在一定程度上抑制肾上腺素和多巴胺分泌,血清中的激素水平有所降低.

去甲肾上腺素和皮质醇也是重要的应激激素.本研究证实:2型糖尿病患者和健康志愿者在康养1周后血清去甲肾上腺素水平均明显降低(P<0.05),而后维持在较低水平(在正常范围内);血清皮质醇在糖尿病患者的基线水平较健康志愿者水平偏高,康养1周后,糖尿病患者和健康志愿者血清皮质醇含量有增加趋势,但与康养前相比差异不显著(P>0.05),而后逐渐降低,至康养3周后其水平明显下降,与康养1周相比,差异显著(P<0.05)(在正常范围内).由此可见,森林康养可在一定程度上抑制去甲肾上腺素和皮质醇分泌,导致血清中的水平降低.

应激反应是影响上述激素水平变化的重要因素.应激反应是指机体在受到内、外环境因素及社会、心理因素刺激时出现的全身性非特异性适应反应.足够引起应激反应的任何刺激都有可能成为应激原,根据来源分为外环境因素、内环境因素和心理社会因素.除遗传、饮食和运动影响糖尿病发生、发展外,生活中的劣性应激原,如家庭生活不如意、社交困难和负性生活事件过多等强刺激,也是引起2型糖尿病发生、发展的重要因素.

脑桥蓝斑是中枢神经系统对应激反应最敏感的部位,其中的去甲肾上腺素能神经元具有广泛的上、下行纤维联系,其上行纤维投射到杏仁复合体、海马、边缘皮质及新皮质,是应激时情绪变化及行为改变的结构基础;蓝斑中肾上腺素能神经元的下行纤维主要分布于脊髓侧角,调节交感神经张力及肾上腺髓质儿茶酚胺的释放.作为下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴的中枢部位,室旁核上行神经纤维与边缘系统的杏仁复合体、海马结构和边缘皮层有着广泛的中枢部位,是情绪反应的结构基础;下行神经纤维通过肾上腺皮质激素释放控制腺垂体释放促肾上腺皮质激素,进而调控肾上腺皮质激素的合成与分泌.肾上腺皮质激素包括糖皮质激素和盐皮质激素.皮质激素主要指皮质醇.糖皮质激素分泌增多可促进蛋白质分解及糖异生,同时糖皮质激素可降低肌肉组织对胰岛素的敏感性而抑制外周组织对葡萄糖的利用,提高血糖水平,与2型糖尿病的发生、发展关系密切.此外,肾上腺皮质激素分泌持续升高可引起焦虑、抑郁甚至自杀倾向等行为改变[13].外界环境的剧烈变化和长期的心理、生理应激还可抑制胰岛素分泌,升高血糖水平,甚至引起糖尿病.此外,高血糖也由肝脏葡萄糖输出量高引起,这是由儿茶酚胺、皮质醇和细胞因子等激素复杂的相互作用引起的.

有研究证实:芬多精能显著降低尿液中肾上腺素和去甲肾上腺素水平,抑制交感神经活动,增强副交感神经活动[4].吸入芬多精还能缓解高血压患者的精神紧张与躯体紧张,改善机体紊乱,平衡交感及副交感神经活性,使血压下降[14-15].本研究发现,森林康养可降低血清应激激素水平,缓解应激反应.其机理可能是森林漫步促进了人体新陈代谢,葡萄糖消耗相对增加,能量消耗增加,肌肉组织对胰岛素的抵抗降低;夏季温度高,外周血管扩张,外周阻力有一定程度降低,加速血液流动,增加回心血量,提高心输出量.同时,脑血管扩张,促进脑供血,改善脑细胞功能.林木中挥发物相对含量高,尤其是芬多精对人体健康非常有益,使得睡眠质量提高、心理应激得到缓解,进而降低交感神经系统反应,一方面缓解紧张焦虑等情绪;另一方面降低血清相关激素的水平,使得身心愉悦.广袤的草原、郁郁葱葱的森林、清澈的湖水和清脆的鸟鸣完美结合,可以刺激人的五官,减轻交感肾上腺髓质系统的紧张,减轻压力、焦虑和烦躁情绪.

综上可知:敦化雁鸣湖镇7月份温泉区、人工落叶松林区最适合森林康养,其次是阔叶混交林区和白桦林区;日康养时间以上午为宜.森林康养可显著降低应激反应,提高睡眠质量,缓解不良情绪.

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