有氧能力是否能抵御应激?——来自两种应激诱发范式(Trier Social Stress Test, TSST;Maastricht Acute Stress Test, MAST)的证据

《Psychophysiology》:Does Aerobic Capacity Protect Against Stress? Insights From Two Stress-Induction Paradigms

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年06月25日 来源:Psychophysiology 3.2

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  既往证据表明,体能较高者在面对急性心理及身体应激时代谢内分泌及自主神经反应有所减弱。然而,这种应激缓冲效应是否依赖于应激源类型尚不清楚。本研究考察有氧能力是否调节两种应激诱发范式[特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Tests, TSS

  
既往证据表明,体能较高者在面对急性心理及身体应激时代谢内分泌及自主神经反应有所减弱。然而,这种应激缓冲效应是否依赖于应激源类型尚不清楚。本研究考察有氧能力是否调节两种应激诱发范式[特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Tests, TSST);马斯特里赫特急性应激测试(Maastricht Acute Stress Test, MAST)]下的心理生理应激反应。研究人员假设体适能更好者表现出较低应激反应性,且因MAST含身体应激成分,预期其缓冲作用更强。健康受试者(n=59;女性28名;年龄27.1±5.5岁)在不同日按标准化条件完成TSST与MAST。评估指标包括自评应激、唾液激素(皮质醇cortisol、可的松cortisone、脱氢表雄酮硫酸酯DHEAS)及心脏自主神经调节[心率(heart rate, HR)及连续正常RR间期差值均方根(root mean square of successive differences of heart periods, RMSSD)]。有氧适能通过递增运动测试测定峰值摄氧量(V?O2peak:50.4±8.6 mL/kg/min)。采用多层回归模型检验V?O2peak与应激反应关联。较高V?O2peak与两种应激范式中心率显著更低相关(b=-0.99 bpm,p=0.002),其余指标未发现与V?O2peak显著关联,TSST与MAST间关联无差异。有氧适能与实验过程中较低心率相关,提示急性应激下存在适度心血管优势。与假设相反,该效应在两种应激范式间无差异,表明适能影响不具应激源特异性,有氧能力似以一般性方式降低应激情境下的心血管负荷。
论文解读:有氧能力对急性实验室应激的心理生理调节作用——基于TSST与MAST双范式的研究
该论文发表于《Psychophysiology》。已有研究提示较高心肺适能(aerobic capacity / fitness)可能与较低的急性心理及身体应激反应相关,表现为下丘脑–垂体–肾上腺轴(hypothalamic–pituitary–adrenal axis, HPA轴)和自主神经系统(autonomic nervous system, ANS)激活程度减弱,即所谓"交叉应激适应假说"(cross-stressor adaptation hypothesis)。然而既往人体研究结论不一致,多数仅采用社会心理应激范式(如特里尔社会应激测试 Trier Social Stress Test, TSST),少有以金标准递增运动测试(graded exercise test, GXT)测定峰值摄氧量(peak oxygen uptake, V?O2peak)并比较不同性质应激源(纯社会心理 vs. 含身体成分)下适能对应激反应的调节差异,也缺乏男女混合样本证据。本研究旨在明确:(1) 有氧能力是否缓冲急性实验室应激反应;(2) 该缓冲效应是否因应激源类型(TSST vs. MAST含冷加压身体应激)而异;(3) 性别是否调节上述关系。
研究人员采用被试内(交叉)设计,招募59名健康男女受试者(男31,女28),分别在不同日接受TSST与MAST两种标准应激诱导,间隔约1个月且女性安排在黄体期(月经第21±1天),顺序随机平衡。以踏车递增运动测试测定V?O2peak作为有氧能力客观指标。应激反应指标包括:主观紧张视觉模拟量表(VAS100)和状态焦虑量表(STAI-10);唾液游离皮质醇(cortisol)、可的松(cortisone)、脱氢表雄酮硫酸酯(DHEAS)经液相色谱–串联质谱定量;连续记录心电计算平均心率(heart rate, HR)及连续正常RR间期差值均方根(root mean square of successive differences, RMSSD)作为心脏迷走调制指标。采用含随机截距的多水平线性模型(multilevel linear models)分析V?O2peak、应激范式及二者交互对应激反应(以基线校正曲线下面积 AUCi或 AUCg表征)的影响,并检验性别调节作用。

主要关键技术方法:
研究人员对59名健康成年人(男女各半,年龄18–40岁,排除慢性病、激素类用药及激素避孕药使用者)实施交叉设计——每位受试在不同日完成TSST(公开演讲+心算)与MAST(TSST元素+利手冰水浸泡冷暴露)两种应激范式,女性定于黄体期,间隔约1个月。有氧能力以踏车GXT测定V?O2peak,通气阈(VT1、VT2)作探索性替代指标。应激反应测评包括:唾液激素(cortisol、cortisone、DHEAS)用LC–MS/MS定量;连续胸带心电记录算HR与RMSSD;自评紧张感用VAS100和STAI-10。数据分析采用含随机截距的多水平模型,考察V?O2peak、应激条件及其交互作用,辅以物理活动量(IPAQ问卷)与性别调节分析,激素及HRV指标取自然对数,应激总量以AUCi(激素)或AUCg(主观应激)表示。

研究结果
3.1 样本特征(Sample Characteristics)
最终样本n=59(男31,女28),平均V?O2peak为50.4±8.6 mL/kg/min(男55.1±8.1,女44.2±5.7),58%为竞赛运动员,样本有氧适能高于普通人群均值。
3.2 数据质量与测量可靠性(Data Quality and Measurement Reliability)
唾液样本缺失率低(<2%),心电伪迹率均值0.4%;皮质醇信噪比最高(SNR=25.2),DASS-21抑郁与压力分量表内部一致性良好,通气阈评定者间ICC>0.97,数据质量满足分析要求。
3.3 应激诱导验证(Verification of Stress-Induction)
TSST与MAST均诱发显著的皮质醇、可的松、DHEAS升高,HR上升、RMSSD下降及主观紧张感增强(时间×条件交互显著),证实两范式有效激活HPA轴、ANS及主观应激系统。除心率整体女性高于男性、皮质酮/皮质醇比(Cn:C)略有性别差异外,其余指标性别主效应不显著。
3.4 有氧适能与应激源类型的影响(Influence of Aerobic Fitness and Stressor Type)
唾液皮质醇AUCi、主观紧张VAS100 AUCg、lnRMSSD均与V?O2peak无显著关联。HR模型显示条件主效应显著(TSST心率更高),且V?O2peak及V?O2peak×条件交互显著改善拟合(p=0.002):V?O2peak每升高1 mL/kg/min,应激期平均HR降低约0.99 bpm,该关系在TSST与MAST间无显著差异。以基线→应激期HR变化值(reactivity)建模时,适能无显著贡献。通气阈(VT1、VT2)替代V?O2peak未提高解释力。
3.5 体力活动量与应激源类型的影响(Influence of Physical Activity and Stressor Type)
总体力活动量(MET-min/周,IPAQ)不改善任一应激指标模型拟合。剧烈体力活动(vigorous PA)小时数使皮质醇与VAS模型拟合略改善,但仅VAS出现显著条件×剧烈PA交互:MAST中剧烈PA越多主观紧张越低,TSST中剧烈PA越多主观紧张越高,该趋势需进一步验证。
3.6 次最大体能指标(Submaximal Measures of Physical Fitness)
以VT1或VT2替换V?O2peak后模型边际R2及AIC无实质改善,说明亚极量通气阈可提供近似信息但并未优于V?O2peak。

讨论与结论总结(翻译浓缩)
两范式均成功诱发多维应激反应,TSST在社会心理负荷下引发更强的HPA轴激活、更高HR、更低迷走张力及更高主观紧张感。样本含两性且女性在黄体期测试,性别差异总体微小(仅Cn:C与HR有主效应)。
关于应激缓冲:除绝对HR外,唾液糖皮质激素、RMSSD及主观应激评分均不随V?O2peak变化。较高V?O2peak与应激期间较低绝对HR相关(每mL/kg/min降幅≈0.99 bpm),反映耐力训练所致心脏结构与功能适应(更大每搏输出量stroke volume使同等负荷下HR更低),但HR反应性(△HR)不受适能影响。预期中"适能对含身体成分应激源MAST缓冲更强"的交互作用未达显著性。因此有氧能力似以一般性(非应激源特异性)方式降低急性应激时的心血管负荷,而对HPA轴峰值激活、心脏迷走调控及主观紧张感无明显衰减作用。剧烈PA量仅与MAST主观紧张呈负趋势、与TSST呈正趋势,需后续研究。
结论:本研究表明有氧能力仅与急性实验室应激下较低绝对心率相关,未缓冲HPA轴活性、心脏迷走控制或主观应激反应;该心血管节省效应具跨应激范式普遍性,提示心肺适能对日常应激的心血管保护作用可能主要体现在降低心脏工作负荷。
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