心理韌性生物學(xué)標記物、生理電生理及影像學(xué)指標研究進展

車 洪, 毛孝容,關(guān)晉英,許葉華

(四川省醫(yī)學(xué)科學(xué)院·四川省人民醫(yī)院 a.新生兒重癥監(jiān)護室,b.護理研究中心,c.婦產(chǎn)科,d.急診監(jiān)護室, 四川 成都 610072)

心理韌性是指人們應(yīng)對應(yīng)激性挑戰(zhàn),恢復(fù)、維持或改善其心理健康的能力,與基因、細胞機制、社會環(huán)境等因素相關(guān)[1]。良好的心理韌性可以使控制認知評估和情緒調(diào)節(jié)的額葉皮層腦區(qū)的激活增加,提高個體的認知控制和情緒調(diào)節(jié)能力,幫助其更好地應(yīng)對壓力性事件[2]。心理韌性與下丘腦-垂體-腎上腺軸的調(diào)節(jié)有關(guān)。應(yīng)激會激活個體的下丘腦—垂體—腎上腺軸和交感神經(jīng)系統(tǒng),刺激機體分泌激素、細胞因子、酶蛋白等物質(zhì),引發(fā)機體機能和代謝改變。機體分泌的催產(chǎn)素、神經(jīng)肽、皮質(zhì)醇、脫氫表雄酮等特定的生物學(xué)標記物與心理韌性有關(guān),被認為是心理韌性的生物學(xué)基礎(chǔ)[3, 4]。此外,生理、電生理及影像學(xué)指標以其客觀性、無創(chuàng)性等優(yōu)勢被越來越多地運用于心理韌性研究。心理韌性生物學(xué)標記物、生理電生理及影像學(xué)指標是個體心理韌性的客觀評價指標,可用于監(jiān)測個體的生理狀態(tài)。但是在目前的干預(yù)性研究中,心理韌性的評價工具多為量表,運用客觀指標評價心理韌性的研究還較少,本文將心理韌性生物學(xué)標記物及相關(guān)指標進行綜述,為探索心理韌性的神經(jīng)生物學(xué)過程以及心理韌性干預(yù)研究提供參考。

1 生物學(xué)標記物

1.1 激素類標記物

1.1.1皮質(zhì)醇 皮質(zhì)醇是由腎上腺皮質(zhì)束狀帶分泌產(chǎn)生的重要糖皮質(zhì)激素,是一種對應(yīng)激敏感的類固醇激素,也是體內(nèi)重要的抗炎化合物,它能夠影響機體的代謝、免疫、心血管和腦等的功能調(diào)節(jié)。當機體面臨恐懼、緊張等應(yīng)激刺激時,皮質(zhì)醇可以使機體發(fā)生血管收縮、血壓升高、心率增加等生理改變。由于皮質(zhì)醇是脂溶性的,一旦進入血液,就能自由地通過細胞膜,進入包括大腦在內(nèi)的所有細胞,影響神經(jīng)傳遞因子、性激素和其他應(yīng)激介質(zhì)的形成,降低個體的心理韌性[5]。在急性壓力下,心理韌性高的個體,其皮質(zhì)醇分泌水平低于心理韌性較低的同齡人。同時,皮質(zhì)醇的分泌受到下丘腦-垂體-腎上腺軸的影響,具有晝夜節(jié)律。皮質(zhì)醇水平在個體醒來后第一個小時大幅度增加,30～45分鐘內(nèi)達到峰值,隨后逐漸下降,直到午夜左右達到最低點,在夜間睡眠中又逐漸增加[6]。心理韌性與皮質(zhì)醇晝夜節(jié)律有密切聯(lián)系,良好的心理韌性可能以更好的皮質(zhì)醇晝夜節(jié)律為標志。一項研究[7]通過對50名兒童在清晨覺醒時、覺醒后30分鐘和夜晚入睡前3個時點進行唾液皮質(zhì)醇檢測,結(jié)果顯示心理韌性高分組皮質(zhì)醇水平覺醒反應(yīng)更迅速、恢復(fù)速度更快。皮質(zhì)醇可以通過唾液、頭發(fā)、血液等標本進行測量。采集唾液標本因具有簡單方便、非侵襲性、受試者易接受等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用,但是唾液標本容易受進食、口腔衛(wèi)生狀況等影響,因此建議采集自然唾液,并在標本采集前清潔口腔。此外,由于來自唾液、血液、尿液或卵泡液的皮質(zhì)醇水平很容易受個人和環(huán)境因素、晝夜節(jié)律和促性腺激素的影響,而頭發(fā)皮質(zhì)醇濃度受到各種潛在混雜因素的影響較小,常作為評估慢性壓力下心理韌性的可靠生物學(xué)指標[8]。

1.1.2催產(chǎn)素 催產(chǎn)素是一種肽類激素,由下丘腦室旁核釋放,通過與催產(chǎn)素受體結(jié)合,抑制神經(jīng)內(nèi)分泌應(yīng)激反應(yīng),可以調(diào)節(jié)抑郁、恐懼、焦慮等負面情緒。急、慢性壓力源均可能誘發(fā)血液和大腦中催產(chǎn)素的分泌,催產(chǎn)素系統(tǒng)的反應(yīng)性改變會影響機體應(yīng)對壓力的心理韌性,而給予外源性催產(chǎn)素可以有效地提高心理韌性并降低與壓力相關(guān)的精神障礙的風(fēng)險,已經(jīng)成為心理療法的輔助治療手段。同時有研究[3, 4]指出,生物學(xué)標記物間的相互作用也會影響個體的心理韌性。催產(chǎn)素和下丘腦-垂體-腎上腺系統(tǒng)是相互調(diào)節(jié)的,催產(chǎn)素可以調(diào)節(jié)皮質(zhì)醇對壓力的反應(yīng),腦部催產(chǎn)素通過抑制促腎上腺皮質(zhì)激素的分泌,減少皮質(zhì)醇的產(chǎn)生和釋放,以促進皮質(zhì)醇水平在經(jīng)歷壓力后恢復(fù)到正常水平,在控制神經(jīng)內(nèi)分泌應(yīng)激反應(yīng)方面發(fā)揮作用[9]。因此,除了催產(chǎn)素和皮質(zhì)醇水平的單獨效應(yīng)外,它們的相互作用也會對個體的心理韌性產(chǎn)生影響。

1.1.3硫酸脫氫表雄酮 硫酸脫氫表雄酮是由腎上腺皮質(zhì)網(wǎng)狀帶分泌產(chǎn)生的內(nèi)源性應(yīng)激激素,由腎上腺組織合成,具有內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)雙重作用,其分泌同樣受促腎上腺皮質(zhì)激素調(diào)控。硫酸脫氫表雄酮與心理韌性相關(guān),可作為成人心理韌性的生物學(xué)標記物,原因是在機體暴露于壓力時,機體的皮質(zhì)醇分泌增加,而硫酸脫氫表雄酮可抵消皮質(zhì)醇對個體心理韌性帶來的影響。與皮質(zhì)醇一樣,硫酸脫氫表雄酮也有晝夜周期規(guī)律,通常在早上水平較高,晚上水平較低,但是其每日周期中不存在覺醒前30分鐘內(nèi)的皮質(zhì)醇覺醒反應(yīng),硫酸脫氫表雄酮與皮質(zhì)醇的比例在一天中相對恒定,與單獨測量皮質(zhì)醇水平相比,具有更強的穩(wěn)定性[10]。但是,脫氫表雄酮與皮質(zhì)醇的比例在應(yīng)激反應(yīng)和心理韌性的不同階段之間的關(guān)聯(lián)仍不清楚。

1.1.4孕酮 孕酮是機體的一種保護性激素,男性和女性的水平相近,具有緩沖壓力的作用。研究[11]發(fā)現(xiàn),圍絕經(jīng)期婦女由于孕酮水平下降對壓力更為敏感,而具有高孕酮水平的圍絕經(jīng)期婦女心理韌性和生活滿意度均較高,壓力感知和抑郁癥狀較少,可能的原因是孕酮通過抑制其受體結(jié)合來增加催產(chǎn)素,催產(chǎn)素又通過減少腎上腺皮質(zhì)激素和應(yīng)激激素皮質(zhì)醇來抑制下丘腦-垂體-腎上腺軸反應(yīng)性的壓力誘導(dǎo)活動,但起決定性作用的不是孕酮的絕對水平,而是孕酮的急劇下降程度。

1.2 生物化學(xué)類標記物

1.2.1血脂 血脂是血漿中的中性脂肪和類脂的總稱,主要包括總膽固醇、高密度脂蛋白膽固醇和低密度脂蛋白膽固醇。急、慢性的心理應(yīng)激均會影響體內(nèi)的血脂濃度,當機體長期處在應(yīng)激狀態(tài)下,糖皮質(zhì)激素會逐漸增多,促使脂肪產(chǎn)生異常分布,引起血液中的脂肪酸升高和腎上腺素分泌增加,進而影響到脂蛋白脂肪酶、肝脂肪酶以及其它激素敏感脂酶的活力,增加脂肪組織釋放脂肪酸、肝臟合成膽固醇等,最終使肝臟合成、分泌增加,造成血脂水平紊亂。機體在急性不良刺激下產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)會導(dǎo)致血脂升高,而長期處于應(yīng)激反應(yīng)狀態(tài)則血脂水平會有所下降,可能的機制是血脂氧化供能、消耗與利用增加及合成減少[12]。楊菊賢等[13]的研究發(fā)現(xiàn),心理適應(yīng)能力較強的人群,能夠及時調(diào)整心態(tài),并在一定程度上緩解代謝失調(diào);反之,則可能加重心理負擔(dān),導(dǎo)致代謝紊亂。目前關(guān)于血脂和心理韌性關(guān)系的研究較少,在一項對日本青少年的研究[14]中發(fā)現(xiàn),低密度脂蛋白膽固醇與心理韌性呈負相關(guān),高密度脂蛋白膽固醇與心理韌性呈正相關(guān),但機制仍不清楚。

1.2.2唾液α-淀粉酶 唾液α-淀粉酶是一種由腮腺、下頜下腺的漿液腺泡細胞產(chǎn)生的消化酶,是唾液蛋白的主要成分,其生成受交感和副交感神經(jīng)系統(tǒng)的控制。唾液α-淀粉酶作為一種蛋白酶類物質(zhì),生物活性高度敏感,生理和心理壓力均會對機體唾液中α-淀粉酶的濃度和心理韌性水平帶來影響。研究[15]發(fā)現(xiàn),相較于低心理韌性組,高心理韌性組在面對應(yīng)激時能較快地激活自主神經(jīng)系統(tǒng),增加唾液α-淀粉酶的分泌、提高機體的應(yīng)對能力。唾液 α-淀粉酶可以從唾液樣本中直接獲取,標本收集具有無創(chuàng)性、簡便性的優(yōu)點。

1.2.3其他 有研究[16, 17]通過動物模型探索心理韌性的神經(jīng)生物學(xué)原理,并在實驗中發(fā)現(xiàn)腦啡肽和甘丙肽可能與心理韌性存在相關(guān)性,但其在人類中的確切作用和意義尚未明確,需要進一步調(diào)查。

1.3 免疫/炎癥系統(tǒng)標記物免疫/炎癥系統(tǒng)的改變被認為是心理韌性最重要的生物因素之一,促炎癥細胞因子的升高或降低與心理韌性存在相關(guān)性。當機體面對急性壓力時,身體會釋放白細胞介素-6、白細胞介素-10、腫瘤壞死因子α等促炎癥細胞因子,促炎性細胞因子和趨化因子可以穿過血腦屏障,對參與應(yīng)激的大腦區(qū)域的功能產(chǎn)生負面影響,因而這些物質(zhì)在壓力反應(yīng)性和壓力恢復(fù)中起著關(guān)鍵作用[18, 19]。研究[20, 21]發(fā)現(xiàn),在有不良童年經(jīng)歷的成人和普通人群中,較高的血液白細胞介素-6水平與較低的心理韌性有關(guān),白細胞介素-6的較低水平和趨化因子C-X3-C配體1的升高標志心理韌性水平較高。同時,急性壓力會促使杏仁核中促炎性細胞因子水平的增加和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)中促炎性細胞因子減少,影響這些區(qū)域所支配的個體認知控制和情緒調(diào)節(jié)能力,對個體心理韌性帶來影響[22]。

2 生理及電生理類指標

2.1 心率、血壓應(yīng)激反應(yīng)會激活機體的自主神經(jīng)系統(tǒng),使交感神經(jīng)興奮性增加,迷走神經(jīng)興奮性減少,腎上腺髓質(zhì)及皮質(zhì)分泌的腎上腺素和去甲腎上腺素增加,導(dǎo)致心率增快、血壓升高,心率和血壓是機體應(yīng)激反應(yīng)的常用生理指標。有研究者通過測量研究對象的心率、血壓等生理指標來反映研究對象的交感神經(jīng)系統(tǒng)功能和心理韌性,證實了心理韌性與生理反應(yīng)存在相關(guān)性[23]。一項研究[24]通過對4個兵種591名官兵進行了心理韌性量表調(diào)查及測量高強度訓(xùn)練前、后的心率及血壓數(shù)值,對心理韌性和訓(xùn)練前、后的心率、血壓變化的關(guān)系進行相關(guān)性分析,結(jié)果顯示心理韌性樂觀性評分與訓(xùn)練前、后的舒張壓及平均壓的變化呈負相關(guān),心理韌性的各個維度均與訓(xùn)練前、后的心率變化成負相關(guān),心理韌性評分越高,訓(xùn)練前、后的心率變化越小,得出自主神經(jīng)系統(tǒng)在心率上的反應(yīng)更明顯,提示心理韌性水平可明顯影響自主神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)。但心率和血壓容易受到外界環(huán)境、疾病因素等混雜因素的影響,未被廣泛應(yīng)用于對各類人群心理韌性的評價。

2.2 心率變異性正常生理情況下,機體通過交感神經(jīng)和副交感神經(jīng)復(fù)雜的協(xié)調(diào)作用控制心臟的節(jié)律變化,使心臟呈現(xiàn)出有節(jié)律地周期性變動。來自內(nèi)、外環(huán)境的刺激與變化均會影響機體交感神經(jīng)的張力,而副交感神經(jīng)可以促進機體恢復(fù),二者共同維持機體的平衡。靜息迷走神經(jīng)介導(dǎo)的心率變異性是正常竇性心搏之間的變異程度,是個體在一段時間內(nèi)心跳間隔序列的一系列度量指標。心率變異性是機體神經(jīng)體液因素對心血管系統(tǒng)進行精細調(diào)節(jié)的結(jié)果,可以定量評估心臟交感神經(jīng)、副交感神經(jīng)和迷走神經(jīng)的張力和平衡性。作為心臟神經(jīng)調(diào)節(jié)的替代指標,心率變異性反映了機體有效調(diào)節(jié)情緒的能力,并且以量化的方式對心理韌性進行評估,已被認為是心理韌性的電生理標記物和客觀評價指標[25]。心理韌性高的個體表現(xiàn)出有更高的心率變異性,有利于個體在應(yīng)激反應(yīng)中更有效地應(yīng)對和更快地恢復(fù),而經(jīng)歷創(chuàng)傷后的低心理韌性者則表現(xiàn)出較低的心率變異性。心率變異性可以通過心電圖、Holter監(jiān)護儀、脈搏血氧儀或可穿戴設(shè)備和智能手表捕捉來自心臟的電信號來測量,被廣泛應(yīng)用于社會科學(xué)和生物醫(yī)學(xué)環(huán)境[26]。心率變異性的測量具有無創(chuàng)、無痛、經(jīng)濟效益高、操作簡單等優(yōu)點,但是會受到年齡、性別、體位、晝夜節(jié)律、信號源與測量設(shè)備、監(jiān)測時間等因素的影響,具有高度個性化的特征,因此建議進行自我比較。

3 影像學(xué)指標

3.1 磁共振成像磁共振成像作為一種無創(chuàng)性、高空間分辨率和高時間分辨率的神經(jīng)影像技術(shù),已成為研究精神疾病患者腦結(jié)構(gòu)改變的一種常用檢查手段。通過對與心理韌性相關(guān)的特定腦區(qū)結(jié)構(gòu)和功能變化的神經(jīng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn),心理韌性與頂葉皮層亞區(qū)、扣帶回亞區(qū)和杏仁核的形態(tài)學(xué)變化明顯相關(guān),高心理韌性水平者參與認知控制和情緒調(diào)節(jié)的大腦區(qū)域的形態(tài)改變更明顯。此外,心理韌性與一些大腦區(qū)域的活動有關(guān),如楔前葉、內(nèi)側(cè)前額葉皮層、丘腦、下丘腦、島葉、杏仁核和海馬體等,其中楔前葉的異?；顒优c心理韌性水平下降明顯相關(guān)。張健[27]通過研究學(xué)齡前留守兒童不同心理韌性水平狀態(tài)下全腦自發(fā)活動靜息態(tài)功能磁共振特點,得出右側(cè)額葉活動強度減小以及左右側(cè)杏仁核功能連接異?？赡苁莾和睦眄g性低下的重要神經(jīng)學(xué)基礎(chǔ)。另外,有研究[28]通過神經(jīng)影像學(xué)對研究對象的與壓力相關(guān)的特定大腦區(qū)域的結(jié)構(gòu)和功能變化進行調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)不同大腦區(qū)域神經(jīng)元活動模式之間的時間相關(guān)性與心理韌性相關(guān)參與默認模式網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)分布有關(guān),可能代表了一種新的心理韌性生物學(xué)標記物。

3.2 腦磁圖腦磁圖是一種無創(chuàng)性的測定腦內(nèi)神經(jīng)元興奮時產(chǎn)生電流在頭皮外產(chǎn)生的磁場變化的腦功能成像技術(shù),是對大腦皮層活動的直接反映,兼具良好的時間和空間分辨率優(yōu)勢,已被應(yīng)用于創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙、心理韌性等相關(guān)研究。James 等[29]對心理韌性水平較高組士兵與創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙組士兵的腦磁圖的比較研究顯示,心理韌性水平較高組士兵的全腦神經(jīng)同步交互顯著下調(diào),特別是右顳回區(qū)域最為密集,雙邊額下回、左后頂葉、左顳葉皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)也有一定的下調(diào)。此外,腦磁圖還可以與磁共振成像技術(shù)疊加整合,對大腦解剖和功能學(xué)進行準確定位,反映大腦功能的瞬時變化,在腦科學(xué)研究和心理學(xué)標記物研究中具有重要的研究價值。

4 小結(jié)

皮質(zhì)醇、催產(chǎn)素、硫酸脫氫表雄酮、孕酮、血脂、唾液 α-淀粉酶、心率、血壓、心率變異性、磁共振成像、腦磁圖等對心理韌性有一定的預(yù)測價值,腦啡肽和甘丙肽可能與心理韌性存在相關(guān)性。但是由于各項生物學(xué)標記物、生理電生理及影像學(xué)指標缺乏特異性,容易受到各種混雜因素的影響,難以穩(wěn)定地、準確地反映個體心理韌性的水平,以及由于部分標本在采集過程中的有創(chuàng)性和檢測費用高等原因,目前還未廣泛應(yīng)用于對各類人群心理韌性的研究。心理韌性生物學(xué)標記物、生理電生理及影像學(xué)指標的研究和運用有利于進一步探索心理韌性神經(jīng)生理學(xué)機制,并為心理韌性干預(yù)性研究提供借鑒和參考。因此,未來仍需要大樣本、多中心的研究來進一步驗證這些指標在心理韌性研究中的作用。