汗液代謝在維持機(jī)體自穩(wěn)態(tài)中的角色及額葉皮層調(diào)控發(fā)汗的機(jī)制研究.pdf

1、發(fā)汗是機(jī)體基本的生物學(xué)活動(dòng)，但其在維持機(jī)體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要的作用。一般認(rèn)為，發(fā)汗參與機(jī)體的溫度調(diào)節(jié)。當(dāng)機(jī)體產(chǎn)熱增加（主要是肌肉活動(dòng)）和皮膚溫度升高（例如因?yàn)樘栒丈洌r(shí)，都會(huì)刺激溫度感受器，使溫度覺傳入，導(dǎo)致機(jī)體核心溫度升高，這時(shí)人體會(huì)通過汗液的蒸發(fā)帶走體表的熱量，從而保持了體溫的恒定。除此之外，發(fā)汗還能夠輔助或替代部分腎臟的代謝功能，將機(jī)體新陳代謝的廢物及生物富集于體內(nèi)的毒素排出體外，并參與水、電解質(zhì)平衡。近年來，隨著與機(jī)體排

2、泄功能密切相關(guān)的皮膚疾病、泌尿系疾病、癌癥顯著增加，醫(yī)學(xué)界越來越高度關(guān)注汗液的重要生理功能。發(fā)汗主要包括溫?zé)嵝园l(fā)汗和情緒性發(fā)汗兩種形式。中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)于不同類型的發(fā)汗也有著不同的調(diào)節(jié)機(jī)制。溫?zé)嵝园l(fā)汗的中樞明確位于視前區(qū)-下丘腦前部，情緒性發(fā)汗的中樞調(diào)控機(jī)制尚未闡明，相關(guān)理論還需進(jìn)一步充實(shí)和完善。
　　祖國(guó)醫(yī)學(xué)中對(duì)發(fā)汗也有豐富的認(rèn)識(shí)和總結(jié)。歷代醫(yī)家將汗法列為治療八法之首，通過其疏表解肌、疏通經(jīng)絡(luò)、開泄解毒來達(dá)到發(fā)散病邪、調(diào)和營(yíng)衛(wèi)、調(diào)

3、節(jié)臟腑的功能，從而治愈疾病。同時(shí)，中醫(yī)體質(zhì)學(xué)說中氣虛質(zhì)由于元?dú)獠蛔?、衛(wèi)外不固易于出汗、性情內(nèi)向的特點(diǎn)與溫?zé)嵝园l(fā)汗及情緒性發(fā)汗表現(xiàn)出密切聯(lián)系，但是具體的生理及病理機(jī)制還尚未進(jìn)行深入探討。
　　廣東地處特殊的高溫濕熱環(huán)境下，如何利用皮膚的汗液代謝理論，保證正常人、特殊作業(yè)人群以及部隊(duì)更好的生活、完成軍事作業(yè)、訓(xùn)練、戰(zhàn)斗任務(wù)，避免機(jī)體重要器官和系統(tǒng)漸進(jìn)性損害，防止部隊(duì)非戰(zhàn)斗減員具有十分重要的意義。同時(shí)，深入了解各種發(fā)汗類型的發(fā)生機(jī)理及調(diào)

4、節(jié)機(jī)制，可以更好的發(fā)揮不同類型發(fā)汗的生理作用，對(duì)于人體訓(xùn)練及身體機(jī)能調(diào)節(jié)有重要的參考意義，并可為以后開展更多服務(wù)于臨床或其他領(lǐng)域的研究和應(yīng)用奠定理論基礎(chǔ)。
　　第一部分濕熱環(huán)境下高強(qiáng)度有氧訓(xùn)練誘發(fā)大量排汗對(duì)部分物質(zhì)代謝影響的研究
　　目的:
　　觀察濕熱環(huán)境下高強(qiáng)度有氧訓(xùn)練，引發(fā)大量排汗對(duì)人體部分物質(zhì)代謝的影響。
　　方法:
　　抽取廣州某部戰(zhàn)士56名，在9、10月訓(xùn)練期間收集運(yùn)動(dòng)前后血液、尿液及運(yùn)動(dòng)中汗液

5、。然后使用全自動(dòng)生化儀檢測(cè)樣本中鉀、鈉、氯、鈣、磷、尿素氮、肌酐、尿酸的濃度，比較前后變化。
　　成果:
　　1.與發(fā)汗前相比，血液中鉀、鈉、鈣、尿素氮、肌酐及尿酸濃度升高，氯和磷濃度降低。其中，鉀、鈉、氯、肌酐、尿酸濃度變化差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。
　　2.與發(fā)汗前相比，尿液中鉀和磷的濃度升高，鈉、氯、鈣、尿酸氮、肌酐、尿酸的濃度降低。其中，除肌酐濃度變化值外，其余變化差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。<

6、br>　　3.本實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的汗液中各項(xiàng)物質(zhì)濃度分別為:鉀:3.97±13.13 mmol/L，鈉:189.14±121.88 mmol/L，氯:181.75±140.21 mmol/L，鈣:2.09±1.43 mmol/L,磷:0.06±0.06mmol/L，尿素氮:31.27±19.16mmol/L，肌酐:4.96±2.67μ mol/L，尿酸:22.56±21.37μ mol/L。其中鈉、鉀、氯、鈣、尿素氮濃度分別高于已有研究報(bào)道的

7、數(shù)值。
　　4.尿液中相應(yīng)成分變化值與汗液相關(guān)成分相關(guān)分析發(fā)現(xiàn):發(fā)汗前后尿液中肌酐（P＜0.01）、鈣(P＜0.05)濃度變化與汗液成分明顯相關(guān)。發(fā)汗前后血液中相關(guān)指標(biāo)變化與汗液相關(guān)成分不相關(guān)。
　　結(jié)論:
　　在濕熱環(huán)境中，高強(qiáng)度有氧訓(xùn)練對(duì)循環(huán)系統(tǒng)中無機(jī)物和有機(jī)物成分的代謝產(chǎn)生影響，汗液中物質(zhì)損耗高于一般情況，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充時(shí)也應(yīng)高于一般情況。排汗可能在物質(zhì)代謝過程中充當(dāng)重要角色。
　　第二部分情緒性發(fā)汗誘發(fā)及監(jiān)測(cè)范

8、式的實(shí)現(xiàn)
　　目的:
　　建立情緒性發(fā)汗誘發(fā)及監(jiān)測(cè)的范式，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，填補(bǔ)相關(guān)領(lǐng)域研究方法的空白。
　　方法:
　　在閱讀大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)外心理學(xué)及醫(yī)學(xué)已有實(shí)驗(yàn)方法及對(duì)情緒的誘發(fā)方式，首先確定緊張情緒誘發(fā)材料。通過專業(yè)心理學(xué)E-prime編程軟件，編寫了兩套誘發(fā)程序:①恐怖電影范式:《死神來了》的恐怖片段;②綜合誘發(fā)范式:綜合SSwRs策略及智力測(cè)驗(yàn)進(jìn)行心理社會(huì)壓力暴露結(jié)合的方法。確定掌心為情緒性發(fā)

9、汗檢測(cè)部位，確定檢測(cè)基礎(chǔ)生理指標(biāo)為皮膚電導(dǎo)(SC)、皮溫(Temp.)及血氧飽和度(SpO2)，確定以fNIRS為平臺(tái)監(jiān)測(cè)情緒性發(fā)汗過程中大腦皮層的激活情況。整體設(shè)計(jì)結(jié)束后，招募15位大學(xué)生志愿者進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的生理數(shù)據(jù)以及被試的主觀情緒量表評(píng)分比較兩種誘發(fā)方式的優(yōu)劣并確定最終的誘發(fā)范式。
　　成果:
　　經(jīng)過預(yù)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)和篩選最終確定情緒性發(fā)汗的誘發(fā)及監(jiān)測(cè)方式:選定綜合醫(yī)學(xué)誘發(fā)SSwRs策略及心理學(xué)通過智力測(cè)驗(yàn)進(jìn)

10、行心理社會(huì)壓力暴露共同作為誘發(fā)緊張情緒的方式，檢測(cè)部位為掌心，測(cè)量指標(biāo)為SC、Temp.及SpO2，以fNIRS為平臺(tái)，監(jiān)測(cè)大腦皮層的響應(yīng)情況及激活區(qū)域，
　　結(jié)論:
　　在情緒性發(fā)汗的研究方法中，誘發(fā)緊張、恐懼等情緒的方法多樣，但根據(jù)被試對(duì)象各有側(cè)重，沒有經(jīng)典規(guī)范的誘發(fā)范式，而且針對(duì)情緒性發(fā)汗的研究也顯得不夠充分。本實(shí)驗(yàn)中在參照了大量基礎(chǔ)研究以及預(yù)實(shí)驗(yàn)的篩選評(píng)價(jià)后，確定了情緒性發(fā)汗的誘發(fā)及監(jiān)測(cè)范式，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)以及豐富情緒性

11、發(fā)汗相關(guān)理論提供一定的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　第三部分額葉皮層調(diào)節(jié)不同體質(zhì)人群不同類型發(fā)汗的機(jī)制研究
　　目的:
　　整體比較溫?zé)嵝园l(fā)汗及情緒性發(fā)汗過程中額葉皮層激活、SC、Temp.及SpO2的差別與聯(lián)系，并比較額葉皮層在平和質(zhì)及氣虛質(zhì)人群發(fā)生溫?zé)嵝园l(fā)汗及情緒性發(fā)汗中的調(diào)節(jié)作用。
　　方法:
　　采用標(biāo)準(zhǔn)化的中醫(yī)體質(zhì)量表，將20名大學(xué)生志愿者分為平和質(zhì)組及氣虛質(zhì)組，進(jìn)行三部分實(shí)驗(yàn):
　　(1)先行2min靜

12、息態(tài)無任務(wù)皮層近紅外光成像監(jiān)測(cè)。
　　(2)紅外理療燈照射被試兩肩胛骨中間區(qū)域(上緣不超過L1水平，間隔距離為20cm)15min，結(jié)束后被試休息10min。
　　(3)用電腦播放情緒性發(fā)汗誘發(fā)任務(wù)，被試根據(jù)指令完成動(dòng)作或用右手在鍵盤上輸入結(jié)果，全程10min。
　　三部分實(shí)驗(yàn)全程同步行大腦皮層近紅外光成像監(jiān)測(cè)，并記錄SC、Temp及Spo2數(shù)值。
　　成果:
　　1.SC、Temp.及Spo2的結(jié)果:

13、r>　　(1)溫?zé)嵝园l(fā)汗和情緒性發(fā)汗的SC、Temp.及Spo2均具有顯著性差異（P＜0.01）。其中情緒性發(fā)汗過程中SC（單位:mV）及Spo2（單位:％）水平(10.70±3.37及97.55±0.57)均高于溫?zé)嵝园l(fā)汗過程中相關(guān)水平(6.35±3.83及96.47±0.64)，Temp.（單位:°F）水平(94.06±3.13)低于溫?zé)嵝园l(fā)汗過程中水平(96.64±1.12)（均以x±S表示）。
　　(2)平和質(zhì)和氣虛質(zhì)組在

14、溫?zé)嵝园l(fā)汗及情緒性發(fā)汗過程中，SC有顯著性差異(P＜0.05)，并且平和質(zhì)組的SC值高于氣虛質(zhì)組的SC值。
　　2.額葉皮層響應(yīng)情況:
　　(1)20位被試自身在溫?zé)嵝园l(fā)汗過程中，左腦額葉皮層BA4、6及8區(qū)域可見HBO響應(yīng)，但程度較為和緩;而情緒性發(fā)汗過程中，第一軀體運(yùn)動(dòng)區(qū)(BA4) HBO明顯響應(yīng)，并且右側(cè)前額葉也有部分激活。
　　(2)在溫?zé)嵝园l(fā)汗過程中，兩種體質(zhì)在前額葉位置均未見明顯激活。平和體質(zhì)組可見額葉左右

15、側(cè)BA4響應(yīng)顯著，且左側(cè)BA6HBO局限性顯著響應(yīng)。氣虛體質(zhì)組可見中央中線周圍HBO響應(yīng)，但其程度不如在額葉左側(cè)BA4、BA6、BA8及BA9區(qū)域激活顯著，并且右側(cè)靠近中線位置的BA4顯著響應(yīng)。
　　(3)在情緒性發(fā)汗過程中，平和質(zhì)組皮層總體響應(yīng)積極明顯，而氣虛質(zhì)組皮層總體響應(yīng)消極。平和質(zhì)組可見右側(cè)前額葉連續(xù)性激活，而左側(cè)前額葉只有左側(cè)段明顯激活，缺乏一定的連續(xù)性;并且雙側(cè)BA4和BA6大面積HBO顯著響應(yīng)，且右側(cè)額葉外側(cè) BA4

16、、BA6、BA8、BA9、BA10及BA46區(qū)域激活具有連續(xù)性，而靠近中線卻有較大部分HBO顯著降低的區(qū)域。氣虛質(zhì)組只在BA4和BA6有散在小面積響應(yīng)。
　　3.左右大腦皮層（HBO響應(yīng)）相關(guān)性分析
　　(1)溫?zé)嵝园l(fā)汗和情緒性發(fā)汗（20位被試自身對(duì)照）比較分析
　　溫?zé)嵝园l(fā)汗過程中，大腦額葉及部分頂葉可見較為對(duì)稱的激活響應(yīng)，基本包含了BA4、BA6、BA8及BA9區(qū)域，而情緒性發(fā)汗則缺乏左右皮層的對(duì)稱性，只見BA4左

17、側(cè)及BA6、BA8、BA9左側(cè)端響應(yīng)明顯。
　　(2)溫?zé)嵝园l(fā)汗不同體質(zhì)組相關(guān)性分析
　　溫?zé)嵝园l(fā)汗過程中，平和質(zhì)組和氣虛質(zhì)組均可見左右腦皮層較為對(duì)稱的血氧代謝過程，且平和質(zhì)組觀測(cè)皮層整體活動(dòng)水平較低，而氣虛質(zhì)組在BA4、BA6及BA8區(qū)域表現(xiàn)出高于平和質(zhì)組的血氧代謝響應(yīng)。
　　(3)情緒性發(fā)汗不同體質(zhì)組相關(guān)性分析
　　情緒性發(fā)汗過程中，平和質(zhì)組較氣虛質(zhì)組表現(xiàn)出左右腦血氧代謝的對(duì)稱性，并且平和質(zhì)組BA6、BA8、

18、BA9及BA10的中央?yún)^(qū)域均顯著響應(yīng)，并且右側(cè)BA4、BA6及BA8區(qū)域顯著激活。而氣虛質(zhì)組觀測(cè)皮層呈現(xiàn)HBO整體低響應(yīng)狀態(tài)。
　　結(jié)論:
　　1.本研究中BA4及BA6均參與各種體質(zhì)組在各種發(fā)汗類型中的調(diào)節(jié)過程，而且這兩個(gè)區(qū)域均與丘腦等其它部位有密切的神經(jīng)聯(lián)系?？赡芤阎臏?zé)嵴{(diào)節(jié)中樞—視前區(qū)—下丘腦前部通過這些神經(jīng)纖維及基底核與這兩個(gè)腦區(qū)相互配合，調(diào)節(jié)發(fā)汗過程。前額葉皮層可能只參與情緒性發(fā)汗的調(diào)控。
　　2.情緒性發(fā)