8天禁食期间心理适应的轨迹：主观幸福感、情绪与神经内分泌反应的变化

《Nutrients》：Trajectory of Psychological Adaptation During an 8-Day Fast: Changes in Subjective Well-Being, Mood, and Neuroendocrine Responses

　　

背景/目的：长时间禁食可诱导显著的代谢和神经内分泌适应；然而，伴随的心理变化尚知之甚少。本研究评估了8天禁食期间主观幸福感和情绪的变化与血清α-内啡肽（α-endorphin）、5-羟色胺（serotonin）、催产素（oxytocin）和皮质醇（cortisol）浓度的关系。方法：15名健康状况良好的男性受试者完成了8天禁食。每天使用比较自我评定量表评估主观幸福感，并使用波兰语版UWIST情绪形容词检核表（UMACL）评估情绪。在禁食前后，分别在静息状态和功率计上进行最大运动测试后测量血清α-内啡肽、5-羟色胺、催产素和皮质醇浓度。结果：禁食期间主观幸福感逐渐改善，情绪维度中的紧张性唤醒（tense arousal）下降。能量性唤醒（energetic arousal）和享乐 tone（hedonic tone）未观察到显著变化。禁食与运动的组合与α-内啡肽、5-羟色胺和皮质醇浓度的显著升高相关。禁食与运动后皮质醇浓度的显著升高相关，而禁食后运动与5-羟色胺浓度的显著升高相关。尽管心理和激素适应同时发生，但未发现激素浓度变化与心理变量之间的一致关系。结论：长时间禁食伴随渐进性心理适应，表现为主观幸福感改善和紧张感降低，而在这些条件下运动与神经激素变化相关。这些变化与多个神经内分泌系统的协调激活相关，提示心理和神经内分泌适应是对长时间代谢应激的互补反应，而非对立过程。

研究背景方面，长时间禁食作为机体对能量摄入减少的适应性反应，会引发复杂的代谢、神经内分泌和心理变化。除已充分记录的生理效应外，禁食对心理功能的影响日益受到关注，但现有研究结果并不一致：部分研究报告心理功能某些方面改善，同时也有报告心理应激增加或情绪无显著变化，提示心理反应取决于禁食干预的类型、持续时间及研究人群。目前大多数研究聚焦于心理幸福感的单一指标或抑郁、焦虑、应激症状，较少考察情绪的多维结构及其与禁食和/或运动诱导的神经激素变化的关系，且采用每日重复测量追踪整个禁食期间幸福感和情绪变化的研究数量有限。基于此，研究人员开展了本研究，旨在评估8天禁食期间幸福感和情绪多维度的变化，并检验这些变化与静息及运动后α-内啡肽、5-羟色胺、催产素和皮质醇浓度变化的关系。研究得出，8天禁食伴随主观幸福感逐渐改善和紧张性唤醒降低，同时伴有特定神经内分泌系统的激活；α-内啡肽、5-羟色胺和皮质醇浓度的最大变化出现在禁食与运动组合之后；尽管心理和神经内分泌变化同时发生，但本样本中未检测到各变量之间的一致关系。这些发现表明心理和神经内分泌变化在长时间禁食期间平行发生，但本研究未确立这些反应之间的直接关系；同时为能量摄入减少的适应提供了假设生成模型的基础，该模型提出这些反应之间的潜在关系，但未确立协调的适应机制。这项研究的重要意义在于，提示心理和神经内分泌适应是对长时间代谢应激的互补反应而非对立过程，并强调需要更大样本和长时间禁食连续阶段测量的研究进一步验证所提出的假设生成模型。

在技术方法上，研究人员招募了18名志愿者（16名男性、2名女性），最终分析基于完成8天禁食的15名男性数据，受试者来自公务员、商人和学术研究人员三个职业群体，14人受过高等教育，要求有至少7天仅饮用矿泉水的禁食经验。幸福感采用每日单一比较问题评估，回答“比平时差”“与平时相同”“比平时好”并分别编码为1、2、3；情绪采用Goryńska波兰语版UWIST情绪形容词检核表（UMACL）每日在标准化静息条件下评估一次，包含紧张性唤醒（TA）、享乐 tone（HT）和能量性唤醒（EA）三个维度。受试者在禁食第1天和第8天于早晨到达实验室，静息10分钟后采集肘静脉血，随后在功率计上进行递增负荷腿部运动测试直至最大运动能力，运动结束后3分钟再次采血。血清5-羟色胺、催产素和α-内啡肽采用酶联免疫吸附测定（ELISA）竞争性抑制酶免疫分析技术测量，皮质醇采用化学发光免疫分析（CLIA）测量，β-羟基丁酸（β-HB）采用RANBUT诊断试剂盒测量。统计分析使用Statistica 13.3和jamovi软件，情绪维度变化采用线性混合模型（LMMs），幸福感变化采用累积链接混合模型（CLMM），激素浓度跨四种测量条件的差异采用Friedman检验，心理变量与激素浓度的关系采用Spearman秩相关，并对多重检验采用Benjamini–Hochberg法控制错误发现率（FDR）。

研究结果方面，在幸福感上，累积链接混合模型分析显示时间效应显著（χ2(1) = 6.77；p = 0.009），随着禁食每增加一天，报告更高幸福感类别的几率增加24.5%（OR = 1.245；95% CI：1.055–1.467）；报告“比平时差”的受试者数量减少，报告“比平时好”的数量从第1天的20%增至最后一天的60%；Wilcoxon符号秩检验显示第VIII天幸福感显著高于第I天。在情绪上，线性混合模型显示紧张性唤醒（TA）随时间呈显著负向趋势，时间固定效应解释TA变异的3.8%（边际R2 = 0.038），完整模型解释21.7%（条件R2 = 0.217），第VIII天TA显著低于第I天；能量性唤醒（EA）无显著变化，时间固定效应几乎不解释EA变异（边际R2 < 0.001），完整模型解释28.2%（条件R2 = 0.282）；享乐 tone（HT）无显著变化，时间固定效应解释0.1%的变异（边际R2 < 0.001），完整模型解释37.6%（条件R2 = 0.376）。在神经内分泌标志物上，Friedman检验显示α-内啡肽、5-羟色胺和皮质醇浓度在四种测量条件（禁食前后各自的静息和运动后）间存在显著差异，催产素浓度无显著差异；禁食与运动组合后α-内啡肽、5-羟色胺和皮质醇浓度显著升高，禁食后运动后血清浓度高于8天禁食前静息测量值（p < 0.001）；运动与更高的5-羟色胺浓度相关，表现为禁食后静息与运动后测量之间的显著差异（p = 0.028），而禁食前无此差异；禁食与更高的皮质醇浓度相关，表现为禁食前后运动后测量之间的显著差异（p = 0.004），而静息条件下无此差异；催产素浓度在各测量条件间无明确变化方向。在幸福感与情绪同α-内啡肽、5-羟色胺、催产素和皮质醇的关系上，禁食前经FDR校正后仅保留两个显著负相关，即禁食前运动后5-羟色胺浓度与整体幸福感和享乐 tone 的负相关，涉及皮质醇的关系经多重比较校正后均不显著；禁食后心理变量与5-羟色胺或皮质醇浓度的关系经FDR校正后均不显著；静息激素浓度变化（Δ）与心理变量变化之间的相关分析未发现统计学显著关系。

讨论部分总结如下：8天禁食伴随受试者心理功能和神经内分泌反应的显著变化，除通过β-HB浓度显著升高确认的明显酮症外，主观幸福感改善和紧张性唤醒降低与神经内分泌变化同时出现，但未发现心理与神经内分泌反应之间的一致关系，表明对长时间禁食的适应是多因素的，除已充分记录的应对能量缺乏的神经内分泌机制外，还可能涉及心理功能的变化。在情绪和幸福感变化方面，主观幸福感趋于改善和紧张性唤醒降低是主要发现，每日评估和混合模型允许评估整个禁食期间的变化而非仅比较起止状态；与Yang等10天禁食研究类似，本研究中幸福感和紧张性唤醒的变化并非均匀一致，但总体方向为幸福感改善和紧张感降低；志愿者既往有长时间禁食经验，可能增强了对禁食的积极预期和/或安慰剂效应，这一模式可能反映对长时间生理挑战的动态心理适应过程。本研究中皮质醇浓度升高与既往报道一致，提示HPA轴活动增加是能量缺乏神经内分泌适应的一部分；但与Colling等报道类似，本研究中皮质醇升高伴随主观幸福感改善和紧张性唤醒降低，且皮质醇变化与心理变化无显著相关，提示长时间禁食期间皮质醇升高可能是对能量缺乏的生理适应反应的一部分，不一定表示心理功能恶化；在应激反应中，皮质醇升高可能支持资源动员和有效应对及稳态恢复，而不良后果与适应和应对失败相关。对结果的解释需考虑既往研究对情绪的operationalization差异，情绪是相对持久的情感状态，不同于对特定刺激的短期情绪反应，而本研究每日测量允许评估整个8天禁食期间的情绪变化。幸福感改善仅伴随TA降低，EA或HT无显著变化，提示幸福感改善主要与心理紧张感降低相关而非积极情绪 tone 或主观能量增加；这与作者早期使用PSS和STAI观察到8天禁食期间心理幸福感无恶化的结果一致；参与者既往有长时间禁食经验并对该干预持积极态度，可能部分影响其主观幸福感评分；相比之下，Solianik和Sujeta发现无禁食经验个体48小时禁食伴随更大的心理和生理应激，两项研究差异可能反映参与者既往经验和禁食准备以及禁食持续时间的不同。实验研究提示能量可用性降低可能激活脑源性神经营养因子（BDNF）信号，但人类研究未提供BDNF在长时间禁食心理变化中作用的明确证据；Skurvydas等报告5天禁食期间情绪改善而无BDNF浓度显著变化，提示长时间禁食期间自评情绪变化不一定与该标志物变化平行；基于相同参与者和相同8天禁食实验的早期发表中，作者还报告干预后身体意象显著改善，这些变化连同伴随代谢适应的神经生物学过程可能促成了观察到的主观幸福感改善。在神经内分泌变化方面，本研究在两种生理刺激背景下检查激素浓度变化，最显著的变化出现在禁食后运动后条件。详细分析显示5-羟色胺浓度最大增幅出现在禁食后运动后条件，显著高于相应的禁食后静息条件，提示5-羟色胺能激活在禁食后运动后条件最为明显；Kocahan等报告运动后5-羟色胺和褪黑素浓度升高，?entürk等描述斋月禁食后5-羟色胺浓度升高伴随更强的主观幸福感，这与5-羟色胺作为调节情绪、认知功能和肠脑轴活动的主要神经递质的生理作用一致；但既往研究提示运动5-羟色胺能反应并不一致，Hicks等在经历跑步者高潮的运动员中未观察到5-羟色胺浓度变化，Filonzi等未发现5-羟色胺能功能与运动表现之间的关联，Carvalho Silva等也指出运动对重度抑郁个体单胺能系统的影响有限且多变；关于禁食，超过90%的5-羟色胺在胃肠道产生，长时间限制食物摄入可能因此改变5-羟色胺能功能，Haleem观察到神经性厌食个体5-羟色胺浓度降低以及Gauthier等描述色氨酸可用性降低与更严重的抑郁和焦虑症状及行为控制受损相关支持这一点；总之，5-羟色胺能活动可能在不同禁食和运动条件下有所变化。α-内啡肽呈现类似模式，最高浓度出现在禁食后运动后条件，而涉及其他条件的相关比较未显示显著差异；这些发现与早期禁食期间阿片系统激活的观察仅部分一致；研究还显示内源性阿片系统活动增加可能支持情绪、神经可塑性和学习的改善；有报告24小时食物剥夺后痛觉降低，Komaki等发现10天禁食后内啡肽浓度升高与减重量无关；本研究中禁食前静息与运动后条件之间α-内啡肽浓度无显著差异，与Viru和Tendzegolskis报告运动后内啡肽浓度升高部分不同；因此本研究结果与禁食或运动后阿片系统激活的报告部分不同，本研究中血清α-内啡肽浓度升高见于禁食后运动后条件。最高皮质醇浓度出现在禁食后运动后条件，禁食后运动后皮质醇浓度显著高于禁食前，而禁食前静息与运动后条件之间无显著差异；这些发现与早期显示禁食激活HPA轴并增加皮质醇分泌的研究一致；Nakamura等还显示皮质醇浓度在禁食早期达峰后随代谢适应发展逐渐下降，长时间运动训练项目中也可观察到类似适应，即尽管反复运动需求，基础皮质醇浓度逐渐降低。催产素浓度未发现显著变化，这与Schroeder等报告大鼠90天热量限制后才观察到催产素浓度降低以及Szabó等描述运动诱导催产素浓度升高不同，这些差异提示涉及禁食和运动条件下催产素系统活动的差异需要进一步研究。在各研究变量的变化及相互关系方面，尽管心理和神经内分泌变化同时发生，但未发现静息激素浓度变化与幸福感或情绪变化之间的显著关系；这些发现表明心理反应并不简单反映单个激素浓度的变化，而是源于依赖多种调节机制相互作用的特定变化的时间共存；皮质醇浓度升高未伴随更差的幸福感或TA增加，相反幸福感逐渐改善且TA随时间降低，表明长时间禁食期间HPA轴激活不一定意味着更大的主观心理应激，在该组中皮质醇浓度升高似乎主要反映对代谢应激适应的生理动员，与皮质醇在调节应激反应和维持代谢稳态中的核心作用一致。类似地，5-羟色胺和α-内啡肽浓度的同时升高与观察到的幸福感改善无简单关系；影响循环神经激素浓度与幸福感和情绪之间无相关性的因素之一可能是本研究组规模相对较小，无显著相关并不排除这些系统参与调节心理反应，而是提示神经内分泌活动与情感变化之间的关系是多因素的，不能由单一激素的作用解释。对神经内分泌反应与幸福感和情绪变化之间无简单关系的一种可能解释涉及对情境的认知评价和所使用的应对策略；根据应激的交易理论，心理反应不是应激源的简单后果，而取决于对该应激源及应对情境需求可用资源的持续认知评价；长时间禁食期间评价可能随禁食继续和适应发展而改变，可能独立于生理变化方向影响主观幸福感和情绪；由于本研究未评估应激源的认知评价和应对策略，该解释仍属假设，需未来研究评估。在提出的心理神经内分泌适应假设生成模型方面，这些发现为提出长时间禁食心理神经内分泌适应的假设生成模型提供了基础；能量摄入减少伴随HPA轴相关参数及循环5-羟色胺和α-内啡肽浓度在所检查实验条件间的差异；在此框架中，同时发生的心理和激素变化为将其潜在相互关系视为需进一步研究的假设提供了基础；观察到的循环5-羟色胺和α-内啡肽浓度变化可视为心理适应的潜在相关因素，但本研究未确立这些反应之间的直接关系；发现提示长时间禁食伴随渐进性心理适应，表现为幸福感改善和TA降低以及观察到的神经内分泌变化。所提出的假设还可从进化角度考虑：当食物可获得性受限时，身体必须动员生存所需能量资源，同时保持从事觅食活动的能力；在此背景下，主观紧张感降低和维持幸福感可能假设性地促进能量缺乏期间的功能发挥；所提出的假设生成模型需要在更大样本和长时间禁食连续阶段测量的研究中验证。在研究局限性方面，本研究样本量相对较小，反映严格的纳入标准要求受试者健康状况良好且既往有长时间禁食和最大运动经验，需要招募满足所有这些标准的同质群体对作者增加样本量构成严重实际限制，同时也减少了结果的个体间变异；鉴于样本量小，研究人员重点关注效应量而非仅依赖传统p值，小队列自然限制了发现细微相关性的功效，但研究所发现的心理学和激素变量的大效应量幅度表明这些模式有意义，这证明将本研究视为可靠的假设生成模型是合理的。第二个局限性涉及结果合理外推的能力，由于前述选择标准以及最初选定的两名女性受试者中止参与，研究结果不能推广至女性、首次进行此类禁食的个体或不习惯最大运动的个体。第三个局限性涉及志愿者既往禁食干预和剧烈运动经验，这些因素产生更高期望和安慰剂效应的可能性，可能导致情绪和幸福感的显著变化独立于神经激素变化。未来研究应包括更大样本、涉及不同禁食和运动经验水平的受试者并包括女性，以及建立符合实验要求的对照组，从而评估性别、既往禁食和运动暴露以及潜在混杂变量在心理和神经内分泌适应方面的作用。研究结论部分翻译如下：8天长时间禁食伴随主观幸福感逐渐改善和TA降低，并伴有特定神经内分泌系统的同时激活；α-内啡肽、5-羟色胺和皮质醇浓度的最大变化出现在禁食与运动组合之后；禁食与运动后皮质醇浓度的显著升高相关，而禁食后运动与5-羟色胺浓度的显著升高相关。尽管心理和神经内分泌变化同时发生，但本样本中未检测到所检查变量之间的一致关系；这些发现表明心理和神经内分泌变化在长时间禁食期间平行发生，尽管本研究未确立这些反应之间的直接关系。本研究中观察到同时发生的心理和神经内分泌变化为能量摄入减少适应的假设生成模型提供了基础；该模型提出这些反应之间的潜在关系，但未确立协调的适应机制；所提出的假设生成模型需要在更大样本和长时间禁食连续阶段测量的研究中进一步评估。