南極特殊環(huán)境對(duì)考察隊(duì)員生理心理的影響——對(duì)中國(guó)第20、27、29、30、31次南極考察隊(duì)的研究.pdf

1、第一部分 中國(guó)南極考察長(zhǎng)城站和中山站越冬隊(duì)員心理適應(yīng)模式對(duì)比研究
　　目的：越冬隊(duì)員在南極居留一年以上，面臨著自然環(huán)境因素（極端寒冷、暴風(fēng)雪、干燥、強(qiáng)紫外、劇烈的光周期變化）和社會(huì)環(huán)境因素（長(zhǎng)時(shí)間隔絕、孤立、封閉、缺乏隱私、情感與人際剝奪）的雙重挑戰(zhàn)，會(huì)經(jīng)歷一系列生理心理變化。本文通過對(duì)中國(guó)兩個(gè)常年南極考察站越冬隊(duì)員心理神經(jīng)內(nèi)分泌免疫網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)的同步、動(dòng)態(tài)對(duì)比研究，探討兩站隊(duì)員對(duì)極端環(huán)境的生理心理適應(yīng)模式。
　　方法：本文對(duì)第

2、20次中國(guó)長(zhǎng)城站（位于亞南極，62°S）越冬隊(duì)員(N=12)和中山站（位于南極圈內(nèi)，66°S）越冬隊(duì)員(N=16)進(jìn)行了從國(guó)內(nèi)出發(fā)前、越冬期間（南極）、越冬結(jié)束（南極）和返回國(guó)內(nèi)四個(gè)標(biāo)志性時(shí)間點(diǎn)的生理心理綜合動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，評(píng)估隊(duì)員情緒狀態(tài)，檢測(cè)血中下丘腦-垂體-甲狀腺軸激素、兒茶酚胺和免疫細(xì)胞因子的水平。
　　結(jié)果：在越冬期間，中山站越冬隊(duì)員疲勞、憤怒、緊張、困惑等負(fù)性情緒增加，甲狀腺素（free thyroxine，F(xiàn)T4）降低，去

3、甲腎上腺素和腎上腺素降低。返回國(guó)內(nèi)時(shí)，中山站越冬隊(duì)員促甲狀腺激素(thyrotropin，TSH)和總?cè)饧谞钕僭彼?totaltriiodothyronine，TT3)水平增高。而長(zhǎng)城站越冬隊(duì)員情緒無明顯波動(dòng)，僅TT3增高。兩站隊(duì)員白細(xì)胞介素2在返回國(guó)內(nèi)后均處于低值。
　　結(jié)論：兩站越冬隊(duì)員在極端、隔絕環(huán)境下的生理心理適應(yīng)模式有所不同。與位于亞南極的長(zhǎng)城站(62°S)相比，位于南極的中山站(66°S)自然環(huán)境更極端、社會(huì)環(huán)境更

4、隔絕;與長(zhǎng)城站越冬隊(duì)員相比，中山站越冬隊(duì)員表現(xiàn)出更明顯的“越冬綜合征”和“極地T3綜合征”，負(fù)性情緒升高更明顯，甲狀腺激素變化程度更大，這與已報(bào)道的西方考察隊(duì)員“環(huán)境越差適應(yīng)越強(qiáng)”的表現(xiàn)不同。這項(xiàng)工作是對(duì)極端環(huán)境下人體生理心理研究的補(bǔ)充，為中國(guó)南極考察隊(duì)員醫(yī)學(xué)保障、防護(hù)、干預(yù)提供科學(xué)數(shù)據(jù)和建議。
　　第二部分 長(zhǎng)期居留南極中山站對(duì)越冬隊(duì)員晝夜節(jié)律和睡眠的影響
　　目的：長(zhǎng)期（一年以上）居住南極的考察隊(duì)員受到極端的自然環(huán)境和隔

5、絕的社會(huì)環(huán)境的雙重挑戰(zhàn)。中國(guó)南極中山站(69°22′24″S，76°22′40″E)不尋常的光-黑暗周期，尤其是在漫長(zhǎng)冬季中的極夜期，可能會(huì)增加越冬隊(duì)員晝夜節(jié)律紊亂和睡眠問題發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，誘發(fā)季節(jié)性情感障礙(Seasonal Affective Disorder，SAD),影響生活質(zhì)量和工作效率，給身心健康帶來長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)。因此，監(jiān)測(cè)中山站越冬隊(duì)員晝夜節(jié)律和睡眠變化，為中國(guó)南極考察隊(duì)員醫(yī)療保障、后勤管理等提供科學(xué)依據(jù)，具有必要性和重要性。南極

6、越冬與月球和火星任務(wù)宇航員經(jīng)歷的許多環(huán)境和心理挑戰(zhàn)十分相似，故也是長(zhǎng)期空間任務(wù)高保真模型研究。
　　方法：研究對(duì)象為第27次(N=17)、29次(N=15)、30次(N=15)三支中國(guó)南極考察越冬男性隊(duì)員，均在中山站居住1年以上。動(dòng)態(tài)采集國(guó)內(nèi)、越冬前（南極）、極夜期（南極）、越冬結(jié)束（南極）四個(gè)時(shí)間點(diǎn)連續(xù)48小時(shí)尿液或動(dòng)態(tài)采集越冬期間每月連續(xù)24小時(shí)唾液，檢測(cè)尿中相對(duì)6-羥基硫酸褪黑素(6-sulphatoxymelatonin,

7、aMT6s)濃度和唾液中褪黑素濃度，余弦擬合后得到的峰值相位是晝夜節(jié)律的生物標(biāo)記物。用腕表式睡眠活動(dòng)監(jiān)測(cè)儀或多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)儀(polysomnography，PSG)獲得國(guó)內(nèi)、越冬前、極夜期、越冬結(jié)束四個(gè)時(shí)間點(diǎn)的客觀睡眠指標(biāo)，或用匹茲堡睡眠質(zhì)量指數(shù)量表（Pittsburgh Sleep Quality Index，PSQI）評(píng)估主觀睡眠質(zhì)量。采用季節(jié)性行為模式評(píng)估問卷(Seasonal Pattern Assessment Questio

8、nnaire，SPAQ)評(píng)估隊(duì)員情緒和行為的季節(jié)性變化和SAD的發(fā)生率。采用清晨型與夜晚型量表(Morningness-Eveningness Questionnaire，MEQ)評(píng)估隊(duì)員的日周期節(jié)律類型。
　　結(jié)果：晝夜節(jié)律變化—第27次中山站越冬隊(duì)員尿液aMT6s節(jié)律在南極期間顯著后移(P＜0.05)，第30次越冬隊(duì)員唾液褪黑素節(jié)律在極夜期推遲(P＜0.05)。
　　睡眠變化—腕表結(jié)果顯示，第27次中山站越冬隊(duì)員入睡時(shí)間

9、、清醒時(shí)間、睡眠中點(diǎn)顯著后移(P＜0.05)，總睡眠時(shí)間、睡眠效率和睡眠潛伏期無顯著變化;PSG結(jié)果顯示，第29次中山站越冬隊(duì)員總體睡眠結(jié)構(gòu)無顯著變化;PSQI結(jié)果表明，第30次越冬隊(duì)員在極夜期主觀睡眠質(zhì)量降低、睡眠受干擾、日間表現(xiàn)受影響(P＜0.01)。
　　季節(jié)性行為模式的變化—在極夜期，三支越冬考察隊(duì)的隊(duì)員情緒和行為受季節(jié)性變化影響程度增加(P＜0.01)，患SAD的隊(duì)員數(shù)量分別為0（27次）、2（29次）、2（30次），患

10、亞綜合征性季節(jié)性情感障礙(Subsyndromal seasonal Affective Disorder，S-SAD)的隊(duì)員數(shù)量分別為2(27次)、2（29次）、1（30次）。
　　日周期特征的變化—在極夜期，三支越冬考察隊(duì)的隊(duì)員睡眠模式和作息節(jié)律顯著推后(P＜0.01)，更趨于夜晚型。
　　結(jié)論：中山站越冬隊(duì)員在越冬期尿液aMT6s節(jié)律和唾液褪黑素節(jié)律發(fā)生改變，相位顯著后移。同時(shí)，睡眠時(shí)相顯著推遲，作息更趨于夜晚型，主觀

11、睡眠質(zhì)量降低，但客觀睡眠效率無明顯變化。隊(duì)員在越冬期季節(jié)性情緒和行為傾向性增大，出現(xiàn)SAD和S-SAD。建議在中山站區(qū)營(yíng)造適宜的室內(nèi)光環(huán)境，采用恰當(dāng)?shù)墓獐?，補(bǔ)充適量的褪黑素，鼓勵(lì)隊(duì)員規(guī)律作息。本研究首次獲得了中國(guó)南極考察隊(duì)員晝夜節(jié)律和睡眠的變化規(guī)律，后續(xù)可開展光療或褪黑素干預(yù)研究。
　　第三部分 南極冰穹A低氧復(fù)合高寒環(huán)境對(duì)考察隊(duì)員睡眠的影響
　　目的：南極洲是世界上面積最大的高原，2009年，中國(guó)在冰穹A地區(qū)建成了海拔最高

12、的南極科考站——昆侖站(80°25′S，77°6′E，4087m)，具有低氧、極寒、干燥等極端嚴(yán)酷的自然環(huán)境。已知平原人進(jìn)入高原或久居高原人進(jìn)入到更高海拔地區(qū)，生理適應(yīng)不良易發(fā)生急性高原反應(yīng)(acute mountain sickness，AMS)，睡眠障礙是主要癥狀之一。高原睡眠功能紊亂會(huì)導(dǎo)致白天易疲勞、注意力不集中、警覺性降低等，影響身心健康和工作效率。因此，研究中國(guó)隊(duì)員赴昆侖站考察期間AMS發(fā)生率、夜間睡眠結(jié)構(gòu)、睡眠呼吸模式和血氧

13、飽和度變化，提出相應(yīng)的防治措施，保障隊(duì)員的身心健康，使其更安全、高效的完成考察任務(wù)，滿足國(guó)家戰(zhàn)略需求，具有必要性和重要性。
　　方法：采用指端脈搏血氧儀動(dòng)態(tài)檢測(cè)第31次中國(guó)南極考察昆侖站內(nèi)陸隊(duì)員(N=27)由平原漸進(jìn)冰穹A及在昆侖站期間的血氧飽和度，用Lake Louise高原反應(yīng)癥狀自評(píng)問卷評(píng)估隊(duì)員AMS發(fā)生率，用睡眠研究的金指標(biāo)——多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(polysomnography，PSG)對(duì)10名志愿者進(jìn)行整晚睡眠監(jiān)測(cè)，記錄其

14、腦電圖、眼電圖、肌電圖、胸腹式呼吸運(yùn)動(dòng)、鼻氣流及夜間血氧飽和度。
　　結(jié)果：昆侖站內(nèi)陸隊(duì)員AMS發(fā)生率為55.6％(15/27)，日間血氧飽和度越低，AMS癥狀越嚴(yán)重。與海平面值相比，慢波睡眠占總睡眠時(shí)間的百分比顯著減少(P＜0.01)，總睡眠時(shí)間、睡眠潛伏期和睡眠效率等無顯著差異?？偟暮粑录螖?shù)和睡眠呼吸暫停低通氣指數(shù)(apnea hypopnea index，AHI)在昆侖站顯著增加(P＜0.05)，多為中樞性。周期性呼吸普

15、遍存在，占總睡眠時(shí)間比例顯著增加(P＜0.01)。睡眠期間每小時(shí)血氧飽和度下降次數(shù)顯著增多(P＜0.05)，睡眠期平均血氧飽和度和最低血氧飽和度顯著降低(P＜0.05)。下撤平原后均恢復(fù)正常。
　　結(jié)論：在南極昆侖站“高、寒、孤”極端環(huán)境下，半數(shù)隊(duì)員出現(xiàn)AMS。睡眠結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，深睡眠減少，出現(xiàn)高海拔中樞性睡眠呼吸暫停，普遍存在周期性呼吸。日間和夜間血氧飽和度均顯著降低，睡眠期更甚。建議完善昆侖站隊(duì)員選拔標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)高原預(yù)適應(yīng)訓(xùn)練，