体育运动何以缓解心理社会压力——交叉适应假说与拮抗抑制假说的整合

娄 虎，房立栋，蒋青霞，王若楠

（南通大学 体育科学学院，江苏 南通 226019）

心理社会压力的产生是指由经济困难、婚姻问题、学业不佳等生活变化事件诱发，引起机体适应性反应并导致内稳态失调等的一系列过程（崔荣荣， 2019； Gianaros et al.， 2015）。心理社会压力已经被证明与免疫水平低下（Nakata， 2012）、记忆力下降（McManus et al.， 2022）、高血压（Liu et al.， 2017）、心血管疾病（Foguet-Boreu， 2020）、慢性肌肉疼痛（Buscemi et al.， 2017）等多种疾病有关，可能导致乳腺癌、肺癌、结肠癌等至少12 种癌症的恶化（Mohan et al.， 2022）。目前，心理社会压力的干预手段主要有社会保障等政策手段（Gupta et al.， 2022）、咀嚼等行为手段（Hashimoto et al.， 2023）、营养调配等饮食手段（Herselman et al.， 2022），以及正念和写作等心理调节手段 （DiMenichi et al.， 2018； Menardo et al.， 2022）。体育运动是人们生活方式的重要组成部分，也是缓解社会心理压力的重要手段之一。例如，Wunsch 等（2019）和Barahona-Fuentes 等（2021）的研究揭示了体育运动的解压效应。然而，Athanasious 等（2023）研究认为，不同类型的体育运动对压力反应系统指标的影响并不相同，甚至可能出现截然相反的结果。体育运动压力缓冲效应的争议可能影响到体育运动干预方案的推广实践，因此，厘清体育运动影响心理社会压力的规律机制，辨析不同体育运动对心理社会压力的影响，有助于发展科学的体育运动干预方案，并为相关研究的进一步开展提供一定的理论参考。

1 体育运动影响心理社会压力的理论机制

1.1 交叉压力适应假说的提出

Sothmann 等（1996）提出了体育运动缓解心理社会压力的交叉压力适应假说，认为体育运动作为一种压力源反复刺激机体，诱导个体出现适应性变化，并且这种适应性也能够表现为个体面对其他压力源的反应减弱。交叉适应假说与主动健康的理念相似，即强调主动使人体处于可控非稳的“远离平衡态”，从而激发人体自组织能力，以达到消除疾病促进健康的目的（李祥臣 等，2020）。交叉压力适应假说是一种重要的健康保护机制，强调机体会出现习惯化的中枢神经抑制，这种抑制使得机体能够将成功应对同型压力源所必需的生理反应最小化，而当异型压力源出现之后，机体也可能出现类似的成功应对反应（Chauhan et al.， 2015）。交叉压力适应假说也是体育运动缓解压力的重要解释理论之一，它假设体育运动能够引起压力反应系统出现非特异性适应，表现为对其他压力源的敏感性降低。该假说认为，足够强度的体育运动诱导心肺、肌肉和神经系统的适应，促进各个系统之间的协调（图1）。这种机体的变化是由体育运动引起的，但可以扩展到其他压力反应之中，是一种广义的适应（Ensari et al.， 2020）。

图1 体育运动影响心理社会压力的交叉适应假说Figure 1. Cross Adaptation Pathways of Physical Exercise on Psychosocial Stress

体育运动诱发机体出现的压力反应与心理社会压力的反应路径相同，它们都会激发下丘脑-垂体-肾上腺素轴（hypothalamic-pituitary-adrenal， HPA）和交感-肾上腺-髓质（sympathetic-adrenal-medullary， SAM）轴释放中介分子，具体表现为HPA 分泌糖皮质激素、SAM 分泌肾上腺素和去甲肾上腺素。而后，压力反应系统促进身体能量动员、代谢变化、免疫系统激活、消化系统抑制。压力反应也能诱发大脑出现结构和功能上的变化，这些中枢效应与免疫反应信号相结合，导致细胞兴奋性、突触和神经元可塑性的改变（Godoy et al.， 2018）。对一种压力的适应不仅是具体的也是广义的，体育运动诱发的压力适应可以转移到对心理社会压力的适应中，反之亦然。

1.2 压力拮抗假说的提出

颜军等（2005a）、陈爱国等（2007）通过系列研究发现，体育运动能够有效拮抗心理社会压力对机体免疫的抑制，并称之为“压力拮抗假说”。与交叉压力适应假说不同，压力拮抗假说并不需要首先探讨体育运动是否为压力源，而是将其看作能够调节身心健康效应的手段，认为无论单次还是规律性的体育运动都可以缓解心理社会压力。体育运动的压力拮抗假说基于神经免疫指标提出，而后从神经免疫、情绪状态和身体素质等不同方面对假说进行了扩展（图2）。

图2 体育运动影响心理社会压力的压力拮抗假说Figure 2. The Antagonistic Hypothesis of Physical Exercise on Psychosocial Stress

压力拮抗假说提出后，大量研究探讨了心理社会压力下体育运动对机体神经、内分泌和免疫系统的影响（娄虎等， 2020）。相关研究指出，经济困难、情感失落、学业不佳等生活事件诱发心理社会压力，而心理社会压力会对人体产生一系列不良影响，表现为身体方面的干扰生物节律、身体状态，以及心理方面的降低积极情绪、诱发消极情绪等。从神经内分泌角度来看，心理社会压力通过HPA、交感神经系统（sympathetic nervous system， SNS）影响机体淋巴细胞活性、淋巴细胞含量和亚群、细胞因子以及神经肽等。同时，心理社会压力也会减少肠道微生物群数量和种类。适当的体育运动能够通过转移注意力、增加社会支持、提高幸福感、稳定生物节律和提高身体素质等促进积极身心状态，可以通过HPA、SNS、神经肽和细胞凋亡等介导，拮抗心理社会压力对免疫的抑制，提高压力应对能力。此外，适当的体育运动还能够增加机体微生物群的种类和数量，其机制与微生物群-肠-脑轴（microbiota-gut-brain axis， MGBA）双向通道有关。

2 不同理论视角下体育运动影响心理社会压力的实证证据

2.1 交叉压力适应假说的证据

交叉压力适应假说自提出后得到体育运动缓解心理社会压力研究的广泛采用。通过文献分析发现，大部分综述或实证研究支持交叉压力适应假说，但也有一定数量的研究认为这种交叉适应的作用不大，甚至并不存在。

在综述性研究方面，既有研究的观点并不一致。Forcier 等（2006）对33 篇体质健康影响心理社会压力的心血管反应文献进行元分析，结果表明健康个体的心率、血压在心理社会压力下反应速度较慢，但恢复更快，部分支持了交叉压力适应假说。Mariano 等（2023）对17 项运动训练与压力反应的研究进行元分析，发现运动训练可以减少与压力相关的血压反应，结果也支持交叉压力适应假说。然而，Jackson 等（2006）对73 项研究进行元分析，其结果并不支持体育运动的交叉压力适应作用，认为体育运动不能显著改善心率、血压等压力反应水平。

实验研究也存在不同结果。Zschucke 等（2015）通过对有运动习惯的人群和久坐人群进行对照实验发现，运动组在蒙特利尔脑成像压力测试（Montreal imaging stress test， MIST）任务下的皮质醇浓度显著低于久坐组，说明规律性的体育运动能够对心理社会压力起到缓冲的作用，减少HPA 轴的激活。Klaperski 等（2014）对实验组被试进行12 周运动干预，结果发现，与对照组相比，实验组在特里尔社会压力测试（Trier social stress test， TSST）任务下表现出更低的皮质醇、心率和心率变异性水平，说明12 周的体育运动能够缓冲急性心理社会压力。von Haaren 等（2016）对被试进行了20 周有氧运动干预，研究发现体育运动可以改善久坐学生考试压力诱发的心率变异性、压力感知水平。然而，也有实验研究不支持交叉适应假说。例如，Lindgren 等（2013）针对149 名久坐成年人的随机对照实验研究发现，有氧运动和力量训练都未能改善压力反应和促进机体恢复。Sloan 等（2021）对119 名健康成年人进行12 周有氧运动干预后，实验组和对照组在心率、心率变异性、血压、心理弹性上并未出现显著性差异。

2.2 压力拮抗假说的证据

交叉压力适应假说认为，体育运动最初是令身体不适甚至感到不愉快的压力源（Moake et al.， 2021； Sothmann et al.， 1996）。然而，体育运动与积极情绪往往紧密相连，Mata 等（2010）的研究发现，体育运动可以促进大脑分泌BDNF），有助于产生愉快、幸福的积极心理状态。颜军等（2005b）也发现体育运动缓解压力的路径与β-内啡肽的释放有关，它与积极情绪密切相关。娄虎等（2020）对体育运动缓解压力的压力拮抗假说进行了文献综述，认为已有的证据从3 条路径表明，体育运动能够有效拮抗心理社会压力诱发的症状（包括体育运动拮抗心理社会压力对免疫的抑制），进而促进产生积极心理状态和增强身体素质。

压力拮抗假说的证据源自神经免疫指标。颜军及其团队（陈爱国 等， 2007； 颜军 等， 2005a， 2005b， 2008）的系列研究论证了心理社会压力下体育运动对机体神经、内分泌和免疫系统的影响，认为适当的体育运动可以通过HPA 轴、SNS、神经肽和细胞凋亡等介导，拮抗心理社会压力对机体淋巴细胞活性、淋巴细胞含量和亚群、细胞因子以及神经肽等的影响。顾晓明等（2001）同样发现体育运动能够缓解心理社会压力下NK 细胞的下降，同时IL-2 在下降后有明显的回升。

因此，压力拮抗假说是基于一系列压力反应的实证结果提出的理论框架，可以为解释体育运动影响压力反应提供不同的思路。

3 体育运动影响心理社会压力的双重机制：交叉适应与拮抗抑制的整合

交叉压力适应假说与压力拮抗假说已经先后提出并用于解释体育运动与心理社会压力的关系。二者的共同点在于均认为体育运动能够影响压力反应系统，并认为其机制与HPA 轴有关。但二者也存在一定的不同，交叉压力适应假说的前提是体育运动本身作为压力源对机体产生刺激，而压力拮抗假说则将体育运动视为压力拮抗的有效手段。二者都与压力反应系统有关，但体育运动的作用和效果不同，因此，如果采用整合的思路，在一个框架下合并两条路径，可能是更为合理的解释方案（图3）。

图3 体育运动影响心理社会压力的双重机制Figure 3. The Dual Mechanisms of Physical Exercise on Psychosocial Stress

单次高强度或者大运动量的体育运动会对机体产生较大的刺激，通过HPA 轴诱发皮质醇、儿茶酚胺等出现压力反应。儿茶酚胺的分泌受到运动强度和持续时间的影响。强度一定的情况下，持续的时间越长，儿茶酚胺分泌的越多，直到耗竭；而当持续时间保持一致时，儿茶酚胺浓度随耐力运动强度的增加而增加（Zouhal et al.， 2008）。如果机体正面临较大心理社会压力，那么个体将处于双重压力之中，此时会出现压力反应加重的现象，并称为交叉致敏（Chauhan et al.， 2015）。而如果机体仅经受体育运动的压力，那么通过刺激HPA 轴诱发压力反应，重复体育运动刺激会反复诱发机体的压力反应，使机体对其他压力刺激出现习惯化适应，称之为交叉适应。与单次体育运动相反，长期参加耐力运动对儿茶酚胺的分泌出现慢性适应（Schmidt et al.， 1992）。与非运动员相比，耐力项目的运动员表现出运动后炎症反应减弱，IL-6 浓度更低（Fischer et al.， 2004）。有运动习惯的个体在单次耐力运动后比没有运动习惯的个体细胞因子反应更弱，这可能是由于HPA 轴对IL-6 分泌的反应减弱，从而出现适应性变化（Della Gatta et al.， 2014）。

而中、小强度体育运动和亲自然体育运动，可以提高微生物群多样性，缓解代谢或神经相关的压力反应，改善情绪。当心理社会压力影响个体情绪、免疫力时，规律性的上述体育运动有利于降低心理社会压力的负向影响、提高抗压能力，这被称为压力拮抗。颜军等（2007）认为，中、小强度游泳运动可以降低心理压力对β-内啡肽和皮质酮含量的影响，从而提高机体的抗压力能力。翟一飞等（2005）同样发现，中、小强度体育运动可以减少内源性压力激素的分泌，克服压力对机体免疫的抑制。孙海艳等（2012）通过问卷测量法探讨12 周的体育运动对心理压力的影响，结果认为，小强度体育运动可以显著缓解青少年的心理压力。亲自然体育运动可以提高肠道微生物群种类多样性，并提高厚壁菌门属的数量，从而产生更多的短链脂肪酸；亲自然体育运动还可能提高Akk 菌的水平，进而缓解代谢或神经相关的压力反应。适当的体育运动和接触多样化微生物群都能够缓解压力相关的肠易激综合征，稳定肠道屏障，还能够减轻焦虑、抑郁，促进神经营养因子分泌，改善HPA 轴，维护自主神经系统稳定（Lou et al.， 2023）。亲自然体育运动可能通过增加5-羟色胺的合成和代谢，起到缓解抑郁和焦虑症状的作用（Wipfli et al.， 2011）。

4 基于双重机制提出的体育运动方案

4.1 缓解压力的体育运动方案

当个体面对较高的心理社会压力时，适宜的解压运动方案为中、小强度体育运动，或亲自然体育运动。如果此时选择参与高强度、大运动量或对抗激烈的体育运动，可能会与心理社会压力累加形成双重压力，从而导致压力症状加重。推荐动作幅度大、频率低、节奏舒缓、深度呼吸的瑜伽运动。瑜伽运动旨在实现思想、身体和心理的统一，近年来已经成为一种流行的压力缓解手段（Lemay et al.， 2019）。已有医疗人员在帮助患者缓解心理社会压力时开具瑜伽运动处方（Nerurkar et al.， 2011）。在澳大利亚，12.1%的全科医生建议其患者使用特定的瑜伽运动方案，76.6%的全科医生每年至少向瑜伽治疗师进行几次咨询（Wardle et al.， 2014）。Miller 等（1995）基于瑜伽运动发展了一种减压疗法，称为基于正念的减压（mindfulnessbased stress reduction， MBSR），是一种结合了正念冥想、身体意识和瑜伽体式的团体干预项目。MBSR 分为8 个阶段，包括瑜伽体式的个人练习和家庭活动，已作为一种安全有效的处方被临床医生推广，可减轻不同患者群体的压力水平（Praissman， 2008）。Pascoe 等（2015， 2017）连续2 项系统综述表明，瑜伽运动可以通过改善SNS 和HPA，调节血压、心率、皮质醇或细胞因子水平，从而起到减压的作用。

中国传统健身功法，如太极拳，是以中国传统太极、阴阳学说为核心思想，结合中医经络学、古代导引术和吐纳术等形成的一种神形兼备、内外兼修、刚柔相济的中国传统健身功法。健身功法和太极也有通过改善HPA 轴缓解压力的作用，例如，Jin（1992）发现太极运动60 min 后皮质醇水平显著下降；Esch 等（2007）的研究则发现，接受规律性太极运动干预后，被试唾液皮质醇水平显著降低；Nedeljkovic 等（2012）发现，太极拳练习者唾液皮质醇、α-淀粉酶、心率和主观压力水平都显著低于对照组。气功练习也有类似的减压作用，例如，一项以小学生为被试的实验表明，每周2 次、持续8 周的气功练习可以减低小学生心理社会压力（Terjestam et al.， 2010）。

休闲体育是在空闲时间里进行的，通过一定的身体活动形式产生最佳心理体验的一种有意义的现代生活方式，强调追求内在体验，使个人在精神和身体上得到休息、放松和享受（于可红 等， 2003）。休闲体育能够通过增加社会支持和自我意识维持身心健康，提高应对压力的能力（Iwasaki et al.， 2000）。张佳等（2022）的研究发现，休闲体育能够调节心理韧性对倦怠的影响，休闲运动是有效的心理社会压力调适策略。王盈盈等（2023）研究发现，休闲体育能够通过对获得感、幸福感、安全感的再造不断满足人们对美好生活的追求，其发展契合生命体对身心健康的追求。

在自然环境中的游戏、步行等亲自然体育运动可以提高厚壁菌门、短链脂肪酸、Akk 菌的数量，增加肠脑屏障等，进一步影响肠-脑双向交流的HPA 轴、BDNF、血清素等路径，从而维护机体内稳态，缓解心理压力（Lou et al.，2023）。Berman 等（2008）的一项研究发现，与在城市人行道步行相比，在森林中步行的被试有更高的健康效益。de Vries 等（2013）则认为，亲自然体育运动中介了绿地距离对心理应激的影响，而体育运动总量不具有这种中介作用。亲自然体育运动可能通过影响肠道微生物群的多样化来支持这些菌株的增加，因此，Lou 等（2023）提出，在户外运动场所中进行利于微生物多样化接触的绿色基础设施建设，可以诱发人体微生物群与自然生态中微生物群的相互作用，从而降低心理社会压力。

综上所述，为缓解较大的心理社会压力，推荐选择瑜伽、太极、养生功法、户外行走和休闲体育运动等运动方式。

4.2 提高压力适应的体育运动方案

为了提高个体对心理社会压力的适应能力，推荐长期规律性的高强度和大运动量的间歇训练、耐力或抗阻运动。

当运动强度大于60%V˙O2max，耐力运动强度与皮质醇浓度线性相关；当运动强度低于60%V˙O2max，持续运动达到一定时长后HPA 轴才会被激活，例如以40%V˙O2max运动90 min（Duclos et al.， 1997， 2016）。与体育运动诱发HPA轴压力反应类似，单次高强度体育运动也会引起儿茶酚胺浓度的增加。Huang 等（2010）的研究发现，37 min 60%V˙O2max耐力运动能够对机体产生足够的压力刺激，加速肾上腺素和去甲肾上腺素的分泌。强度过大或时间过长的耐力运动使肌肉中的巨噬细胞、成纤维细胞和内皮细胞分泌细胞因子，甚至导致肌肉损伤（Fatouros et al.，2006）。近期一项研究发现，单次高强度间歇运动（highintensity interval training， HIIT）诱导皮质醇浓度在运动后30 min 升高（Bogdanis et al.， 2022）。另一项研究中，被试在19∶00 进行HIIT，从训练后至第2 日清晨，其唾液皮质醇浓度持续增加（Di Blasio et al.， 2014）。HIIT 会造成个体血浆的肾上腺素和去甲肾上腺素浓度显著升高（Bracken et al.， 2009），也会对细胞因子反应产生影响，以90%V˙O2max进行间歇运动，5 min 后IL-1、IL-6 和肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor， TNF）浓度均有所升高（Mezil et al.， 2015）。单次抗阻运动也可显著促进皮质醇分泌（Ramel et al.， 2003）。具有大肌肉群、中高负荷、高容量、短间歇特征的抗阻运动产生最高的ACTH 和皮质醇分泌效应；另外，在负荷相同的情况下，肌肉伸长比肌肉收缩运动的皮质醇分泌时间更长（Kraemer et al.， 2015）。Fatouros 等（2010）发现，10 组75%最大力量的阻力运动后，去甲肾上腺素浓度增加。在抗阻运动后，TNF 和IL-6 浓度升高，并持续24～48 h（Suzuki et al.， 2002）。然而，与抗阻运动对TNF 的影响相比，IL-6 的变化并不清晰。因此，耐力运动、抗阻运动和HIIT 都可以成为压力源，其特征主要包括：高强度体育运动，例如60%V˙O2max的耐力运动、75%最大力量的阻力运动和90%V˙O2max的间歇运动；大运动量体育运动，例如5～30 min HIIT、30～60 min 耐力运动和10 组阻力运动等。

单次体育运动诱发机体出现压力反应后，重复刺激可以培养机体对压力的习惯性适应。单次HIIT 可以视为机体压力源，然而，规律性进行HIIT 可以诱发机体压力反应时皮质醇浓度减低（Bogdanis et al.， 2022），以及儿茶酚胺反应减弱（Bracken et al.， 2010）。规律性抗阻运动也可以诱发压力适应，例如，经过一段时间抗阻训练后，单次抗阻运动的皮质醇反应减弱（Walker et al.， 2017）。对多发性硬化症患者进行每周2 次、持续8 周的抗阻运动干预后，心理社会压力下细胞因子IL-4、IL10 等浓度降低（White et al.， 2006）。与年轻男性相比，老年人单次运动后促炎细胞因子的表达更高，但每周3 次、持续12 周抗阻运动后，老年人炎症反应性降低（Della Gatta et al.，2014）。

综上所述，长期规律性的高强度和大运动量的HIIT、耐力训练或抗阻运动可以减轻HPA 轴反应，降低皮质醇、儿茶酚胺等分泌，缓解焦虑、抑郁等负性情绪，从而促进个体对心理社会压力的适应。

5 结论

体育运动与心理社会压力的关系较为复杂，同时存在加重和减轻压力反应的双向影响路径，其机制与HPA、MGBA 等的不同反应有关。综合交叉压力适应假说与压力拮抗假说从多条路径解释体育运动与心理社会压力的关系，不同体育运动类型与心理压力水平匹配后，有利于出现提高心理韧性、压力拮抗、交叉适应和交叉致敏等不同情况。基于双重综合机制可以提出缓解压力与提高压力适应的不同运动方案：一方面，推荐选择小强度的瑜伽、太极、休闲体育或亲自然体育运动，以缓解较大的心理压力；另一方面，推荐参与高强度和大运动量的HIIT、耐力训练或抗阻运动，以提高压力适应能力。