敦化雁鳴湖鎮(zhèn)森林康養(yǎng)區(qū)森林揮發(fā)物變化規(guī)律及康養(yǎng)緩解2型糖尿病患者應(yīng)激反應(yīng)

劉艷波，李 燕，王煥琦，安麗萍，王洪俊，孫昕昳，范春楠，王亞超，彭雅楠，修淑秋，杜培革

(1.北華大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，吉林 吉林 132013；2.北華大學(xué)林學(xué)院，吉林 吉林 132013；3.北華大學(xué)藥學(xué)院，吉林 吉林 132013；4.北華大學(xué)附屬醫(yī)院，吉林 吉林 132011)

雁鳴湖國(guó)家自然保護(hù)區(qū)位于吉林省延邊朝鮮族自治州敦化市境內(nèi)，地處長(zhǎng)白山脈張廣才嶺南麓.保護(hù)區(qū)總面積53 940 hm2，屬于“內(nèi)陸濕地和水域生態(tài)系統(tǒng)”類型的自然保護(hù)區(qū)，保護(hù)著牡丹江上游濕地及黑鸛、東方白鸛、丹頂鶴、中華秋沙鴨等瀕危水禽，是東北虎遷移的重要生態(tài)廊道.保護(hù)區(qū)氣候?qū)僦袦貛Т箨懶詽駶?rùn)季風(fēng)氣候，春秋短暫、涼爽少雨，夏季溫暖、雨量充沛，冬季漫長(zhǎng)寒冷.年平均氣溫4.3 ℃，無(wú)霜期平均120 d.雁鳴湖鎮(zhèn)林地由天然林和人工林組成，以天然林為主.天然林以松、柞、楊、樺樹(shù)為主，雜以水曲柳、榆樹(shù)、色樹(shù)、柳樹(shù)等；人工林主要樹(shù)種有落葉松、紅松、楊樹(shù)、樟子松等.保護(hù)區(qū)內(nèi)山巒疊嶂，水草豐美，氣候溫潤(rùn)，空氣清新，富含大量負(fù)氧離子及森林揮發(fā)物，是森林康養(yǎng)的絕佳之處.

森林揮發(fā)物是指植物通過(guò)基因調(diào)控、生物合成、代謝調(diào)控等過(guò)程產(chǎn)生的，能夠在植物間、植物與環(huán)境間作為一種行為暗示的化學(xué)信號(hào)傳遞物質(zhì).比如，芬多精就是森林揮發(fā)物中對(duì)人體有益的成分，是由植物的花、葉、芽、木材和根等器官的油腺組織在新陳代謝過(guò)程中不斷分泌、釋放的具有芳香氣味的有機(jī)物.研究[1-5]表明：芬多精除了可以增加抗癌蛋白(如顆粒酶、顆粒溶素和穿孔素等)釋放外，還具有調(diào)節(jié)血壓、改善睡眠、緩解精神緊張以及降低血糖等作用.HTSUKA Y等[5]發(fā)現(xiàn)，在森林中漫步能顯著降低糖尿病患者的血糖值，認(rèn)為森林環(huán)境改變了人體某些激素的分泌和自主神經(jīng)系統(tǒng)功能，增加了能量消耗，提高了胰島素敏感性；日本學(xué)者通過(guò)檢測(cè)2型糖尿病患者“森林浴”前、后的血糖含量發(fā)現(xiàn)，在森林中行走能顯著降低人體血糖含量，認(rèn)為除行走本身可以降低血糖水平外，森林環(huán)境中的芬多精也發(fā)揮了降低血糖的效應(yīng).國(guó)內(nèi)目前尚未見(jiàn)森林康養(yǎng)對(duì)糖尿病人群影響的相關(guān)報(bào)道.本文著重探究敦化雁鳴湖鎮(zhèn)森林康養(yǎng)區(qū)7月份森林揮發(fā)物動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，分析森林康養(yǎng)對(duì)應(yīng)激激素的影響，為今后森林康養(yǎng)研究奠定基礎(chǔ)，為吉林省林區(qū)森林康養(yǎng)基地建設(shè)提供數(shù)據(jù)支撐.

1 材料與方法

1.1 森林揮發(fā)物采集

森林揮發(fā)物采樣地點(diǎn)位于雁鳴湖神龍溫泉周邊，選擇4個(gè)地點(diǎn)作為采樣點(diǎn)，分別為室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)和闊葉混交林區(qū)，4個(gè)區(qū)域均適合夏季森林康養(yǎng).采樣點(diǎn)信息見(jiàn)表1.

表1 采樣點(diǎn)林分組成及地理坐標(biāo)Tab.1 Stand composition and geographical coordinates of sampling points

采用吸附劑富集的方法收集森林揮發(fā)物.取樣高度80 cm，利用抽氣泵，以200 mL/min流量抽氣，使空氣經(jīng)過(guò)裝有Tenax TA吸附劑的吸附劑管(玻璃管，200 mm×4 mm，吸附劑200 mg)，取樣1 h，收集12 L空氣.在上午、下午、晚上3個(gè)時(shí)間段(9：00—10：00、15：00—16：00、19：00—20：00)收集森林揮發(fā)物.將吸附劑管兩端用硅膠帽密封，現(xiàn)地用4 mL正己烷溶液分兩次洗脫樣品至2 mL樣品瓶?jī)?nèi).將樣品瓶置于手提冰箱保存，帶回實(shí)驗(yàn)室，利用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)檢測(cè).

1.2 研究對(duì)象

在吉林市政府相關(guān)部門及當(dāng)?shù)卮髮W(xué)中篩選志愿者26名，年齡介于55～78歲，其中，2型糖尿病患者13名(根據(jù)2017年美國(guó)糖尿病學(xué)會(huì)的診斷標(biāo)準(zhǔn)，患者服用二甲雙胍進(jìn)行治療，未進(jìn)行胰島素注射治療)，6名男性，7名女性，平均年齡(63.85±5.72)歲；健康志愿者13名，6名男性，7名女性，平均年齡(64.23±4.95)歲，兩組志愿者年齡無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.其中，2型糖尿病患者的病程大于1 a，糖化血紅蛋白大于6.5%.若空腹血糖經(jīng)常<3.9 mmol/L，和/或經(jīng)常>16.9 mmol/L以上，和/或糖化血紅蛋白≥11.5%均排除.所有志愿者無(wú)明顯心血管疾病、精神疾病史，均未服用任何影響身心健康的藥物，3個(gè)月內(nèi)沒(méi)有參加過(guò)森林康養(yǎng)或其他類似的旅行.康養(yǎng)過(guò)程中，三餐固定，營(yíng)養(yǎng)搭配合理.志愿者在森林康養(yǎng)期間不允許飲用含有酒精的飲品.該項(xiàng)研究符合北華大學(xué)醫(yī)學(xué)倫理學(xué)要求，康養(yǎng)前，所有志愿者均親自簽署知情同意書并詳細(xì)填寫調(diào)查問(wèn)卷，包括總體狀況(年齡、性別和職業(yè))、生活方式(飲酒、吸煙、睡眠時(shí)間、吃早餐情況、工作時(shí)間、體育鍛煉、營(yíng)養(yǎng)和精神壓力)等.

1.3 康養(yǎng)過(guò)程

受試者被安排在康養(yǎng)地附近的神龍溫泉度假酒店，為了防止由于情緒劇烈變化對(duì)結(jié)果產(chǎn)生不良影響，受試者入睡前避免劇烈運(yùn)動(dòng)，避免長(zhǎng)時(shí)間看電視、瀏覽手機(jī)及從事其他刺激性活動(dòng).參考國(guó)際上常用的森林康養(yǎng)方式，該研究于2019年7月上旬按照預(yù)案進(jìn)行了為期3周的森林康養(yǎng)活動(dòng).所有康養(yǎng)者每天上午和下午均在森林中漫步約2.5 km，期間進(jìn)行60 min森林冥想、30 min森林體操、60 min森林休憩.參與者在康養(yǎng)前、后1周、2周和3周末均填寫心境狀態(tài)量表(Profile of Mood States，POMS)，同時(shí)采集血液，分離血清以備檢測(cè)應(yīng)激激素水平.

1.4 POMS問(wèn)卷調(diào)查

心境的主觀評(píng)估通常使用被國(guó)際上廣泛接受的POMS量表.POMS可反映焦慮、抑郁、憤怒、活力、疲勞和困惑等情緒變化，每個(gè)情緒狀態(tài)又包括不同水平.

1.5 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%)、皮質(zhì)醇(103270-200002，純度99.99%的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品)購(gòu)自上海恒遠(yuǎn)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(分析純)、無(wú)水硫酸鈉(分析純，用前烘干4 h)為國(guó)產(chǎn)或進(jìn)口試劑.

1.6 液相色譜-質(zhì)譜分析

血清中多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素和皮質(zhì)醇濃度通過(guò)液相色譜-質(zhì)譜法進(jìn)行檢測(cè)(島津超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀).定性檢測(cè)：定性的判定標(biāo)準(zhǔn)是檢出的色譜峰保留時(shí)間要與標(biāo)準(zhǔn)品中色譜峰保留時(shí)間一致，滿足這個(gè)條件才可以進(jìn)行定性檢測(cè)；定量檢測(cè)：釆用外標(biāo)法對(duì)樣品中的目標(biāo)組分進(jìn)行定量計(jì)算，兒茶酚胺的響應(yīng)值應(yīng)在儀器的線性響應(yīng)范圍之內(nèi).

1.7 統(tǒng)計(jì)分析

利用t檢驗(yàn)比較森林康養(yǎng)前、后及糖尿病患者與健康志愿者各指標(biāo)的差異，以P<0.05作為差異具有顯著性的標(biāo)準(zhǔn).

2 結(jié) 果

2.1 室外溫泉區(qū)森林揮發(fā)物種類

通過(guò)吸附劑富集法鑒定出室外溫泉區(qū)共有87種揮發(fā)物，其中，9：00—10：00檢測(cè)出61種，8類，按相對(duì)含量排序依次為芳香類、含N化合物、烷烴、酮類、烯烴、醇類、酯類、醛類.其中，芳香類化合物最多，有20種，相對(duì)含量為85.66%；其次為含N化合物，有12種，相對(duì)含量為7.22%；烷烴、酮類、烯烴相對(duì)含量均大于1%.

15：00—16：00共鑒定出揮發(fā)物25種，9類，按相對(duì)含量排序依次為酯類>烷烴>芳香類>酮類>醇類>其他類>含O雜環(huán)化合物>醚類>含N化合物.酯類化合物相對(duì)含量最高，為30.01%；其次為烷烴類，為29.47%；芳香類化合物種類最多，為7種，相對(duì)含量為15.95%.

19：00—20：00檢測(cè)出揮發(fā)物28種，11類，按相對(duì)含量排序依次為酯類>酮類>醇類>芳香類>含O雜環(huán)化合物>烷烴>烯烴>其他類>羧酸類>含S化合物.酯類化合物相對(duì)含量最高，為44.65%；其次為酮類，為21.57%.室外溫泉區(qū)揮發(fā)物種類及相對(duì)含量見(jiàn)表2.

表2 室外溫泉區(qū)揮發(fā)物種類及相對(duì)含量Tab.2 Types and relative contents of volatiles detected in outdoor hot spring area

2.2 人工落葉松林區(qū)森林揮發(fā)物種類

人工落葉松林區(qū)共鑒定出88種揮發(fā)物.9：00—10：00檢測(cè)出63種，9類，其中，烷烴化合物種類最多，有21種；其次為芳香類，有18種.從相對(duì)含量看，芳香類化合物最多，為81.07%；其次為烷烴類，為7.46%.15：00—16：00共鑒定出揮發(fā)物成分7類24種，酯類、酮類、醇類相對(duì)含量較多，分別為36.88%、26.55%和23.31%.19：00—20：00檢測(cè)出揮發(fā)物成分8類22種，相對(duì)含量大于1%的揮發(fā)物由多到少依次為酯類、酮類、醇類、烷烴類、烯烴、芳香類，其中酯類化合物為53.35%.人工落葉松林區(qū)森林揮發(fā)物種類及相對(duì)含量見(jiàn)表3.

表3 人工落葉松林區(qū)揮發(fā)物種類及相對(duì)含量Tab.3 Types and relative contents of volatiles detected in man-made Larch plantations

2.3 白樺林區(qū)森林揮發(fā)物種類

白樺林區(qū)共鑒定出65種揮發(fā)物.9：00—10：00檢測(cè)出8類45種，其中，烷烴、芳香類化合物種類最多，為11種，芳香類化合物相對(duì)含量最高，為72.34%；15：00—16：00鑒定出揮發(fā)物成分8類22種，酯類、酮類、醇類相對(duì)含量較高，分別為48.68%、24.55%和10.29%；19：00—20：00鑒定出揮發(fā)物成分7類22種，酯類、醇類、烷烴類相對(duì)含量較高，分別為53.53%、22.31%和13.47%.白樺林區(qū)森林揮發(fā)物種類及相對(duì)含量見(jiàn)表4.

表4 白樺林區(qū)揮發(fā)物種類及相對(duì)含量Tab.4 Types and relative contents of volatiles detected in Betula platyphylla forest region

2.4 闊葉混交林區(qū)森林揮發(fā)物種類

闊葉混交林區(qū)共鑒定出50種揮發(fā)物.9：00—10：00檢測(cè)出8類30種，其中，芳香類、酯類、酮類、醇類化合物相對(duì)含量均高于10%，分別為44.15%、22.2%、13.33%和12.29%；15：00—16：00共鑒定出揮發(fā)物成分8類28種，酯類、酮類、醇類化合物相對(duì)含量均高于10%，分別為47.41%、20.51%和14.79%；19：00—20：00檢測(cè)出揮發(fā)物成分8類21種，酯類、酮類相對(duì)含量較高，分別為31.85%和26.76%，其他揮發(fā)物相對(duì)含量均在1%～10%.闊葉混交林森林揮發(fā)物種類及相對(duì)含量見(jiàn)表5.

表5 闊葉混交林區(qū)揮發(fā)物種類及相對(duì)含量Tab.5 Types and relative contents of volatiles detected in broad leaf mixed forest region

2.5 不同康養(yǎng)區(qū)域森林揮發(fā)物差異

2.5.1 種類差異

對(duì)4個(gè)區(qū)域揮發(fā)物種類進(jìn)行對(duì)比分析，見(jiàn)圖1.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：室外溫泉區(qū)的森林揮發(fā)物中芳香類、含N類化合物、酮類化合物種類高于人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)和闊葉混交林區(qū).其中，芳香類、酮類在各區(qū)域由多到少依次為室外溫泉區(qū)>人工落葉松林區(qū)>白樺林區(qū)>闊葉混交林區(qū)；含N類化合物在闊葉混交林區(qū)未檢測(cè)到；烷烴類在人工落葉松林區(qū)最多有21種，由多到少依次為人工落葉松林區(qū)>室外溫泉區(qū)>白樺林區(qū)>闊葉混交林區(qū)；醇類在人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)和闊葉混交林區(qū)均為4種，室外溫泉區(qū)有3種；酯類在白樺林區(qū)種類最多，為5種，在室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)、闊葉混交林區(qū)分別為3種、2種和1種；烯烴類在闊葉混交林區(qū)有3種，人工落葉松林區(qū)和白樺林區(qū)各有2種，室外溫泉區(qū)有1種；醛類只在室外溫泉區(qū)檢測(cè)到少量；含O雜環(huán)化合物、羧酸類只在人工落葉松林區(qū)可以檢測(cè)到.

圖1 不同區(qū)域森林揮發(fā)物種類Fig.1Species of forest volatiles in different regions

2.5.2 相對(duì)含量差異

分析4個(gè)區(qū)域相對(duì)含量大于1%的森林揮發(fā)物種類，見(jiàn)圖2.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)芳香類化合物相對(duì)含量均在70%以上，闊葉混交林區(qū)僅為12.29%；闊葉混交林區(qū)醇類、烷烴類化合物相對(duì)含量最高，分別為22.20%和13.33%，而在其他區(qū)域相對(duì)含量較低；含N化合物在室外溫泉區(qū)相對(duì)含量高于其他區(qū)域；酮類、酯類在白樺林區(qū)相對(duì)含量較高；烯烴類在人工落葉松林區(qū)、室外溫泉區(qū)和闊葉混交林區(qū)相對(duì)含量較高，白樺林區(qū)相對(duì)含量較少.

圖2 不同區(qū)域相對(duì)含量>1%的森林揮發(fā)物Fig.2Volatile content more than 1% in different forest regions

圖3 不同區(qū)域森林揮發(fā)物種類日變化Fig.3Diurnal variation of forest volatiles in different regions

2.6 森林揮發(fā)物日變化

分析4個(gè)區(qū)域森林揮發(fā)物種類在一天中不同時(shí)間段的變化規(guī)律，見(jiàn)圖3.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：4個(gè)區(qū)域森林揮發(fā)物的總體變化趨勢(shì)是上午種類多，而后逐漸減少.室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)和白樺林區(qū)在上午隨時(shí)間推移揮發(fā)物種類減少明顯；室外溫泉區(qū)在下午有小幅上升，而人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)則持續(xù)緩慢減少；闊葉混交林區(qū)揮發(fā)物種類一直緩慢持續(xù)減少.

分析4個(gè)區(qū)域森林揮發(fā)物相對(duì)含量大于10%的種類日變化規(guī)律，見(jiàn)圖4.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：芳香類化合物相對(duì)含量在4個(gè)區(qū)域的變化規(guī)律基本相同，即上午相對(duì)含量最高，下午急速下降，而后緩慢持續(xù)下降，晚上只在人工落葉松林區(qū)略有上升；酯類在室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)和白樺林區(qū)呈逐漸增加趨勢(shì)，在闊葉混交林區(qū)先增加后減少；醇類在室外溫泉區(qū)和白樺林區(qū)呈逐漸增加趨勢(shì)，在人工落葉松林區(qū)和闊葉混交林區(qū)呈現(xiàn)先增加后減少趨勢(shì)；酮類在室外溫泉區(qū)和闊葉混交林區(qū)呈逐漸增加趨勢(shì)，在人工落葉松林區(qū)和白樺林區(qū)呈先增加后減少趨勢(shì).烷烴類變化較復(fù)雜，在室外溫泉區(qū)上午至下午逐漸增加，下午至晚上逐漸減少；在白樺林區(qū)白天相對(duì)含量處于較低水平，比較平緩，下午至晚上逐漸上升；闊葉混交林區(qū)白天至晚上相對(duì)含量一直呈上升趨勢(shì).

圖4 不同區(qū)域相對(duì)含量>10%的森林揮發(fā)物日變化Fig.4Diurnal variation more than 10% forest volatiles in different areas

2.7 森林康養(yǎng)緩解心理應(yīng)激情況

有研究[6-8]證實(shí)，森林漫步、溫泉浴等可對(duì)人的認(rèn)知及身體產(chǎn)生有益作用，延緩衰老及預(yù)防殘疾的發(fā)生、增強(qiáng)認(rèn)知功能、改善抑郁狀態(tài)，并可以逆轉(zhuǎn)某些代謝性疾病，適當(dāng)運(yùn)動(dòng)可改善睡眠質(zhì)量.本次研究表明：與康養(yǎng)前比較，無(wú)論是健康志愿者還是糖尿病患者在康養(yǎng)2周、3周后均可改善睡眠質(zhì)量，改善認(rèn)知功能以及心理應(yīng)激指數(shù)，如降低焦慮、抑郁和憤怒情緒，提高活力等.相關(guān)結(jié)果見(jiàn)表6～表8.

表6 森林康養(yǎng)前、后受試人群睡眠質(zhì)量Tab.6 Sleep quality before and after forest rehabilitation /分

表7 森林康養(yǎng)對(duì)健康志愿者心理應(yīng)激的影響Tab.7 Effects of forest rehabiliation on cognitive stress in healthy volunteers /分

表8 森林康養(yǎng)對(duì)糖尿病患者心里應(yīng)激的影響Tab.8 Effects of forest rehabiliation on cognitive stress in diabetic patients /分

3 森林康養(yǎng)對(duì)相關(guān)應(yīng)激激素釋放的影響

3.1 降低多巴胺及腎上腺素釋放

兒茶酚胺是典型的應(yīng)激激素，包括腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺.兒茶酚胺主要由腎上腺分泌，應(yīng)激反應(yīng)時(shí)釋放量增加.持續(xù)性兒茶酚胺分泌增加，可誘發(fā)高血壓及心肌梗死.此外，兒茶酚胺可抑制胰島素釋放，但刺激胰高血糖素的分泌.因此，慢性應(yīng)激反應(yīng)與糖尿病的發(fā)生密切相關(guān)，即慢性應(yīng)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.本次研究結(jié)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圍.進(jìn)行為期1周的森林康養(yǎng)可明顯降低糖尿病患者血清中多巴胺的含量，康養(yǎng)3周后，其血清水平與康養(yǎng)1周比較差異顯著(P<0.05)；與康養(yǎng)前比較，健康志愿者康養(yǎng)3周的血清多巴胺水平明顯降低(P<0.05)(圖5 a).

健康人腎上腺素血清濃度一般低于1.53 nmol/L.本次研究結(jié)果顯示：無(wú)論2型糖尿病患者還是健康人群，血清腎上腺素的水平均維持在正常范圍內(nèi).糖尿病患者進(jìn)行為期1周的森林康養(yǎng)后其血清腎上腺素水平明顯降低(P<0.05)；與康養(yǎng)前比較，健康志愿者康養(yǎng)2周后血清腎上腺素水平明顯下降(P<0.05)(圖5 b).

圖5 森林康養(yǎng)對(duì)多巴胺及腎上腺素釋放的影響Fig.5Effect of forest rehabiliation on reducing the release of dopamine and adrenaline

3.2 減少去甲腎上腺素及皮質(zhì)醇釋放

健康人血清去甲腎上腺素含量一般低于10.05 nmol/L.本研究證實(shí)：健康志愿者及2型糖尿病患者森林康養(yǎng)前血清去甲腎上腺素水平均在正常范圍之內(nèi)，兩者無(wú)明顯差異.康養(yǎng)1周，糖尿病患者血清去甲腎上腺素水平顯著降低(仍在正常范圍內(nèi))，與康養(yǎng)前比較差異顯著(P<0.05)；健康志愿者康養(yǎng)1周及3周后去甲腎上腺素降低較明顯(仍在正常范圍內(nèi))(P<0.05) (圖6 a).

皮質(zhì)醇是腎上腺皮質(zhì)產(chǎn)生的主要糖皮質(zhì)激素，對(duì)許多生理功能發(fā)揮重要的調(diào)控作用.血清皮質(zhì)醇含量晝夜變化大，上午在138～693 nmol/L，下午在69～349 nmol/L.本研究證實(shí)：無(wú)論健康志愿者還是2型糖尿病患者，早8：00血清皮質(zhì)醇含量均維持在正常水平，森林康養(yǎng)2周后，血清皮質(zhì)醇含量明顯降低，與康養(yǎng)1周比較差異顯著(P<0.05)，而健康志愿者無(wú)明顯差異(P>0.05).森林康養(yǎng)3周后，糖尿病患者和健康志愿者均較康養(yǎng)1周有所下降，差異顯著 (P<0.05)(圖6 b).

圖6 森林康養(yǎng)對(duì)去甲腎上腺素及皮質(zhì)醇釋放的影響Fig.6Effect of forest rehabiliation on reducing the release of norepinephrine and cortisol

4 結(jié)論與討論

4.1 森林環(huán)境對(duì)健康的促進(jìn)作用

森林空氣清潔、濕潤(rùn)、氧氣充裕，對(duì)人體具有保健功能，如增強(qiáng)大腦α波、穩(wěn)定情緒、輔助呼吸到正常狀態(tài)、抑制交感神經(jīng)、消除失眠并獲得舒適的睡眠效果等，這些保健功能是借助多種環(huán)境因子(如溫度、濕度、空氣、光照、聲音等)協(xié)同作用，通過(guò)人的五感(視覺(jué)、嗅覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)以及味覺(jué))對(duì)人體產(chǎn)生影響，其中，植物揮發(fā)物中的“芬多精”影響較大.森林中許多植物在生長(zhǎng)過(guò)程中可不斷散發(fā)芳香濃烈的揮發(fā)性物質(zhì)，如檸檬油、肉桂油、有機(jī)酸、醚、醛和酮等，這些物質(zhì)能殺死細(xì)菌、真菌和原生動(dòng)物，被稱為“植物殺菌素”或“芬多精”.李卿等[9]認(rèn)為，芬多精主要通過(guò)嗅覺(jué)途徑影響人體生理機(jī)能，如通過(guò)鼻黏膜內(nèi)毛細(xì)血管進(jìn)入血液，通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入大腦，刺激下丘腦調(diào)節(jié)相關(guān)激素分泌；另一方面，芬多精刺激丘腦，通過(guò)改變腦電活動(dòng)來(lái)控制大腦邊緣系統(tǒng)，進(jìn)而影響情緒[10-11].多種植物可釋放芬多精，如1 hm2的山楊、櫸、槐等林木，每天可分泌芬多精30～60 kg，均勻分布于周圍約2 km的廣泛區(qū)域[11]，這些芬多精包括萜烯類、醇類、酚類、酮類和脂類化合物等；銀杏、柏樹(shù)、樺樹(shù)、桉和冷杉等樹(shù)木亦可分泌大量殺菌素，如有機(jī)酸、醚和酮類物質(zhì)等，具有抑制或殺滅肺炎球菌、白喉?xiàng)U菌、肺結(jié)核球菌等病原體效應(yīng).

芬多精的釋放受多種因素影響，如植物遺傳性和發(fā)育階段等生物因素，溫度、光照、水分、營(yíng)養(yǎng)和空氣濕度等非生物因素.樹(shù)種組成不同，揮發(fā)物的組分和相對(duì)含量也不盡相同.芬多精主要由樹(shù)葉釋放，不同樹(shù)種葉片釋放的濃度不同，如闊葉林中植物殺菌素主要是異戊二烯，而針葉林中主要是α-蒎烯.溫度是調(diào)節(jié)芬多精釋放最為明顯的環(huán)境因素之一，隨著溫度的升高，芬多精釋放率提高；光照是影響植物揮發(fā)物合成和釋放的主要因素之一，在溫度一定時(shí)，異戊二烯釋放率隨光照強(qiáng)度的提高而增加，在遮陰條件下，櫟屬植物和歐洲山楊的異戊二烯釋放明顯減少，主要是由于合成異戊二烯的碳源主要來(lái)自光合作用近期固定的碳，對(duì)光的依賴性還基于異戊二烯合成酶.但有些芬多精的釋放對(duì)光照的依賴性不大，如松樹(shù)、冷杉等釋放萜類化合物.

敦化雁鳴湖鎮(zhèn)位于溫帶大陸性季風(fēng)氣候區(qū)內(nèi)，冬季漫長(zhǎng)，氣溫極低，1月平均最低溫度在-20 ℃以下；夏季短暫潮濕，7月份是康養(yǎng)的最佳時(shí)期，氣溫較高，空氣濕度大，光照充足，康養(yǎng)區(qū)內(nèi)的松、柞、楊、落葉松、紅松、楊樹(shù)和樟子松等植物釋放的揮發(fā)物種類多，相對(duì)含量大，負(fù)氧離子平均濃度也高，促進(jìn)健康的作用明顯.

4.2 不同康養(yǎng)區(qū)植物揮發(fā)物釋放規(guī)律

本研究通過(guò)吸附劑富集法，結(jié)合液相色譜-質(zhì)譜法分析了雁鳴湖室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)、闊葉混交林區(qū)4個(gè)區(qū)域的森林揮發(fā)物成分，研究了森林揮發(fā)物種類組成和相對(duì)含量，以及森林揮發(fā)物的日變化規(guī)律，比較了不同區(qū)域森林揮發(fā)物的差異.結(jié)果發(fā)現(xiàn)：室外溫泉區(qū)共鑒定出揮發(fā)物87種，人工落葉松林區(qū)88種，白樺林區(qū)65種，闊葉混交林區(qū)50種.揮發(fā)物分為芳香類、酯類和醇類等14種，其中，芳香類、酯類、醇類、酮類、烷烴類相對(duì)含量較多，而這些化合物是芬多精的主要成分，具有廣泛的生物學(xué)效應(yīng).

室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)芳香類化合物相對(duì)含量均在70%以上；酮類和酯類在白樺林區(qū)相對(duì)含量較高.4個(gè)區(qū)域森林揮發(fā)物的總體日變化趨勢(shì)是上午揮發(fā)物種類多，而后逐漸減少.室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)在上午隨著時(shí)間推移揮發(fā)物種類減少明顯，室外溫泉區(qū)在下午有小幅上升，而人工落葉松林區(qū)、白樺林區(qū)則持續(xù)緩慢減少；闊葉混交林區(qū)揮發(fā)物種類一直緩慢持續(xù)減少.由此可知：敦化雁鳴湖鎮(zhèn)森林康養(yǎng)區(qū)日最佳康養(yǎng)時(shí)間為上午，隨著溫度的升高，森林揮發(fā)物種類和數(shù)量不斷增加，下午多數(shù)處于下降狀態(tài)；上午康養(yǎng)地點(diǎn)最好在室外溫泉區(qū)和人工落葉松林區(qū)，這兩個(gè)地點(diǎn)的芳香類化合物和酮類相對(duì)含量較多；脂類化合物在室外溫泉區(qū)和人工落葉松林區(qū)午后相對(duì)含量逐漸增加，因此，下午應(yīng)選擇在落葉松林區(qū)進(jìn)行活動(dòng).

4.3 森林康養(yǎng)對(duì)睡眠及心境的影響

本次研究證實(shí)，通過(guò)3周森林康養(yǎng)可顯著提高受試者的睡眠質(zhì)量，改善應(yīng)激相關(guān)心境指數(shù).對(duì)于健康志愿者，康養(yǎng)3周后焦慮和抑郁情緒較康養(yǎng)前得到明顯緩解，憤怒情緒在康養(yǎng)2周后得到緩解；對(duì)于2型糖尿病患者，其困惑及焦慮情緒在康養(yǎng)3周后明顯緩解，而2周后明顯提高了患者活力，抑郁狀態(tài)明顯緩解.研究認(rèn)為：森林中安靜的氣氛、美麗的自然景色、溫和濕潤(rùn)的氣候、清新的空氣，尤其是空氣中彌漫的芬多精對(duì)情緒產(chǎn)生了有益影響.芬芳的氣味可改善人的情緒，尤其是對(duì)中老年人能夠發(fā)揮重要作用.有研究證實(shí)：薰衣草的香味使人精力充沛，富有活力[12]；使用精油進(jìn)行芳香按摩可提高POMS活力.我們?cè)谌巳嚎叼B(yǎng)期間同時(shí)檢測(cè)了森林揮發(fā)物，發(fā)現(xiàn)室外溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)含有大量蒎烯類、酮類和脂類等芬多精，表明樹(shù)木揮發(fā)的芬多精可在一定程度上緩解應(yīng)激，具有放松情緒的效果.此外，欣賞森林中的美景也可顯著提高活力并降低焦慮、抑郁、憤怒情緒，同時(shí)降低應(yīng)激水平，在一定程度上抑制交感神經(jīng)系統(tǒng)活性，提高副交感神經(jīng)系統(tǒng)的活動(dòng).

4.4 森林康養(yǎng)對(duì)應(yīng)激激素釋放的影響

本研究對(duì)比分析了健康志愿者和2型糖尿病患者血清應(yīng)激相關(guān)激素水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與康養(yǎng)前比較，森林康養(yǎng)1周可顯著降低糖尿病患者血清多巴胺水平(P<0.05)，之后逐漸降低，康養(yǎng)3周后效果更加顯著(P<0.05)；與康養(yǎng)前比較，健康志愿者康養(yǎng)3周后多巴胺的含量顯著降低(P<0.05)，說(shuō)明森林康養(yǎng)可顯著降低健康人群及糖尿病人群血清多巴胺水平.2型糖尿病患者血清腎上腺素水平在康養(yǎng)1周后顯著降低(P<0.05)，而后維持在較低水平(在正常范圍內(nèi))；健康志愿者森林康養(yǎng)2周后其血清腎上腺素水平明顯降低(P<0.05).由此可見(jiàn)：森林康養(yǎng)可在一定程度上抑制腎上腺素和多巴胺分泌，血清中的激素水平有所降低.

去甲腎上腺素和皮質(zhì)醇也是重要的應(yīng)激激素.本研究證實(shí)：2型糖尿病患者和健康志愿者在康養(yǎng)1周后血清去甲腎上腺素水平均明顯降低(P<0.05)，而后維持在較低水平(在正常范圍內(nèi))；血清皮質(zhì)醇在糖尿病患者的基線水平較健康志愿者水平偏高，康養(yǎng)1周后，糖尿病患者和健康志愿者血清皮質(zhì)醇含量有增加趨勢(shì)，但與康養(yǎng)前相比差異不顯著(P>0.05)，而后逐漸降低，至康養(yǎng)3周后其水平明顯下降，與康養(yǎng)1周相比，差異顯著(P<0.05)(在正常范圍內(nèi)).由此可見(jiàn)，森林康養(yǎng)可在一定程度上抑制去甲腎上腺素和皮質(zhì)醇分泌，導(dǎo)致血清中的水平降低.

應(yīng)激反應(yīng)是影響上述激素水平變化的重要因素.應(yīng)激反應(yīng)是指機(jī)體在受到內(nèi)、外環(huán)境因素及社會(huì)、心理因素刺激時(shí)出現(xiàn)的全身性非特異性適應(yīng)反應(yīng).足夠引起應(yīng)激反應(yīng)的任何刺激都有可能成為應(yīng)激原，根據(jù)來(lái)源分為外環(huán)境因素、內(nèi)環(huán)境因素和心理社會(huì)因素.除遺傳、飲食和運(yùn)動(dòng)影響糖尿病發(fā)生、發(fā)展外，生活中的劣性應(yīng)激原，如家庭生活不如意、社交困難和負(fù)性生活事件過(guò)多等強(qiáng)刺激，也是引起2型糖尿病發(fā)生、發(fā)展的重要因素.

腦橋藍(lán)斑是中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)激反應(yīng)最敏感的部位，其中的去甲腎上腺素能神經(jīng)元具有廣泛的上、下行纖維聯(lián)系，其上行纖維投射到杏仁復(fù)合體、海馬、邊緣皮質(zhì)及新皮質(zhì)，是應(yīng)激時(shí)情緒變化及行為改變的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；藍(lán)斑中腎上腺素能神經(jīng)元的下行纖維主要分布于脊髓側(cè)角，調(diào)節(jié)交感神經(jīng)張力及腎上腺髓質(zhì)兒茶酚胺的釋放.作為下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)軸的中樞部位，室旁核上行神經(jīng)纖維與邊緣系統(tǒng)的杏仁復(fù)合體、海馬結(jié)構(gòu)和邊緣皮層有著廣泛的中樞部位，是情緒反應(yīng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)；下行神經(jīng)纖維通過(guò)腎上腺皮質(zhì)激素釋放控制腺垂體釋放促腎上腺皮質(zhì)激素，進(jìn)而調(diào)控腎上腺皮質(zhì)激素的合成與分泌.腎上腺皮質(zhì)激素包括糖皮質(zhì)激素和鹽皮質(zhì)激素.皮質(zhì)激素主要指皮質(zhì)醇.糖皮質(zhì)激素分泌增多可促進(jìn)蛋白質(zhì)分解及糖異生，同時(shí)糖皮質(zhì)激素可降低肌肉組織對(duì)胰島素的敏感性而抑制外周組織對(duì)葡萄糖的利用，提高血糖水平，與2型糖尿病的發(fā)生、發(fā)展關(guān)系密切.此外，腎上腺皮質(zhì)激素分泌持續(xù)升高可引起焦慮、抑郁甚至自殺傾向等行為改變[13].外界環(huán)境的劇烈變化和長(zhǎng)期的心理、生理應(yīng)激還可抑制胰島素分泌，升高血糖水平，甚至引起糖尿病.此外，高血糖也由肝臟葡萄糖輸出量高引起，這是由兒茶酚胺、皮質(zhì)醇和細(xì)胞因子等激素復(fù)雜的相互作用引起的.

有研究證實(shí)：芬多精能顯著降低尿液中腎上腺素和去甲腎上腺素水平，抑制交感神經(jīng)活動(dòng)，增強(qiáng)副交感神經(jīng)活動(dòng)[4].吸入芬多精還能緩解高血壓患者的精神緊張與軀體緊張，改善機(jī)體紊亂，平衡交感及副交感神經(jīng)活性，使血壓下降[14-15].本研究發(fā)現(xiàn)，森林康養(yǎng)可降低血清應(yīng)激激素水平，緩解應(yīng)激反應(yīng).其機(jī)理可能是森林漫步促進(jìn)了人體新陳代謝，葡萄糖消耗相對(duì)增加，能量消耗增加，肌肉組織對(duì)胰島素的抵抗降低；夏季溫度高，外周血管擴(kuò)張，外周阻力有一定程度降低，加速血液流動(dòng)，增加回心血量，提高心輸出量.同時(shí)，腦血管擴(kuò)張，促進(jìn)腦供血，改善腦細(xì)胞功能.林木中揮發(fā)物相對(duì)含量高，尤其是芬多精對(duì)人體健康非常有益，使得睡眠質(zhì)量提高、心理應(yīng)激得到緩解，進(jìn)而降低交感神經(jīng)系統(tǒng)反應(yīng)，一方面緩解緊張焦慮等情緒；另一方面降低血清相關(guān)激素的水平，使得身心愉悅.廣袤的草原、郁郁蔥蔥的森林、清澈的湖水和清脆的鳥(niǎo)鳴完美結(jié)合，可以刺激人的五官，減輕交感腎上腺髓質(zhì)系統(tǒng)的緊張，減輕壓力、焦慮和煩躁情緒.

綜上可知：敦化雁鳴湖鎮(zhèn)7月份溫泉區(qū)、人工落葉松林區(qū)最適合森林康養(yǎng)，其次是闊葉混交林區(qū)和白樺林區(qū)；日康養(yǎng)時(shí)間以上午為宜.森林康養(yǎng)可顯著降低應(yīng)激反應(yīng)，提高睡眠質(zhì)量，緩解不良情緒.