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

1、發(fā)汗是機體基本的生物學活動，但其在維持機體內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定方面發(fā)揮著重要的作用。一般認為，發(fā)汗參與機體的溫度調(diào)節(jié)。當機體產(chǎn)熱增加（主要是肌肉活動）和皮膚溫度升高（例如因為太陽照射）時，都會刺激溫度感受器，使溫度覺傳入，導致機體核心溫度升高，這時人體會通過汗液的蒸發(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)汗主要包括溫熱性發(fā)汗和情緒性發(fā)汗兩種形式。中樞神經(jīng)系統(tǒng)對于不同類型的發(fā)汗也有著不同的調(diào)節(jié)機制。溫熱性發(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)控機制尚未闡明，相關(guān)理論還需進一步充實和完善。
　　祖國醫(yī)學中對發(fā)汗也有豐富的認識和總結(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、開泄解毒來達到發(fā)散病邪、調(diào)和營衛(wèi)、調(diào)

3、節(jié)臟腑的功能，從而治愈疾病。同時，中醫(yī)體質(zhì)學說中氣虛質(zhì)由于元氣不足、衛(wèi)外不固易于出汗、性情內(nèi)向的特點與溫熱性發(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制還尚未進行深入探討。
　　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)人群以及部隊更好的生活、完成軍事作業(yè)、訓練、戰(zhàn)斗任務，避免機體重要器官和系統(tǒng)漸進性損害，防止部隊非戰(zhàn)斗減員具有十分重要的意義。同時，深入了解各種發(fā)汗類型的發(fā)生機理及調(diào)

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

5、。然后使用全自動生化儀檢測樣本中鉀、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)計學意義（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)計學意義（P＜0.01）。<

6、br>　　3.本實驗中測得的汗液中各項物質(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道的

7、數(shù)值。
　　4.尿液中相應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，高強度有氧訓練對循環(huán)系統(tǒng)中無機物和有機物成分的代謝產(chǎn)生影響，汗液中物質(zhì)損耗高于一般情況，營養(yǎng)補充時也應高于一般情況。排汗可能在物質(zhì)代謝過程中充當重要角色。
　　第二部分情緒性發(fā)汗誘發(fā)及監(jiān)測范

8、式的實現(xiàn)
　　目的:
　　建立情緒性發(fā)汗誘發(fā)及監(jiān)測的范式，為后續(xù)實驗做準備，填補相關(guān)領域研究方法的空白。
　　方法:
　　在閱讀大量文獻基礎上，結(jié)合國內(nèi)外心理學及醫(yī)學已有實驗方法及對情緒的誘發(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策略及智力測驗進行心理社會壓力暴露結(jié)合的方法。確定掌心為情緒性發(fā)

9、汗檢測部位，確定檢測基礎生理指標為皮膚電導(SC)、皮溫(Temp.)及血氧飽和度(SpO2)，確定以fNIRS為平臺監(jiān)測情緒性發(fā)汗過程中大腦皮層的激活情況。整體設計結(jié)束后，招募15位大學生志愿者進行預實驗，根據(jù)實時監(jiān)測的生理數(shù)據(jù)以及被試的主觀情緒量表評分比較兩種誘發(fā)方式的優(yōu)劣并確定最終的誘發(fā)范式。
　　成果:
　　經(jīng)過預實驗的評價和篩選最終確定情緒性發(fā)汗的誘發(fā)及監(jiān)測方式:選定綜合醫(yī)學誘發(fā)SSwRs策略及心理學通過智力測驗進

10、行心理社會壓力暴露共同作為誘發(fā)緊張情緒的方式，檢測部位為掌心，測量指標為SC、Temp.及SpO2，以fNIRS為平臺，監(jiān)測大腦皮層的響應情況及激活區(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)被試對象各有側(cè)重，沒有經(jīng)典規(guī)范的誘發(fā)范式，而且針對情緒性發(fā)汗的研究也顯得不夠充分。本實驗中在參照了大量基礎研究以及預實驗的篩選評價后，確定了情緒性發(fā)汗的誘發(fā)及監(jiān)測范式，為后續(xù)實驗以及豐富情緒性

11、發(fā)汗相關(guān)理論提供一定的實驗依據(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)汗的機制研究
　　目的:
　　整體比較溫熱性發(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)生溫熱性發(fā)汗及情緒性發(fā)汗中的調(diào)節(jié)作用。
　　方法:
　　采用標準化的中醫(yī)體質(zhì)量表，將20名大學生志愿者分為平和質(zhì)組及氣虛質(zhì)組，進行三部分實驗:
　　(1)先行2min靜

12、息態(tài)無任務皮層近紅外光成像監(jiān)測。
　　(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，被試根據(jù)指令完成動作或用右手在鍵盤上輸入結(jié)果，全程10min。
　　三部分實驗全程同步行大腦皮層近紅外光成像監(jiān)測，并記錄SC、Temp及Spo2數(shù)值。
　　成果:
　　1.SC、Temp.及Spo2的結(jié)果:

13、r>　　(1)溫熱性發(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)均高于溫熱性發(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)低于溫熱性發(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、溫熱性發(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.額葉皮層響應情況:
　　(1)20位被試自身在溫熱性發(fā)汗過程中，左腦額葉皮層BA4、6及8區(qū)域可見HBO響應，但程度較為和緩;而情緒性發(fā)汗過程中，第一軀體運動區(qū)(BA4) HBO明顯響應，并且右側(cè)前額葉也有部分激活。
　　(2)在溫熱性發(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響應顯著，且左側(cè)BA6HBO局限性顯著響應。氣虛體質(zhì)組可見中央中線周圍HBO響應，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。
　　(3)在情緒性發(fā)汗過程中，平和質(zhì)組皮層總體響應積極明顯，而氣虛質(zhì)組皮層總體響應消極。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，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。
　　3.左右大腦皮層（HBO響應）相關(guān)性分析
　　(1)溫熱性發(fā)汗和情緒性發(fā)汗（20位被試自身對照）比較分析
　　溫熱性發(fā)汗過程中，大腦額葉及部分頂葉可見較為對稱的激活響應，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稱性，只見BA4左

17、側(cè)及BA6、BA8、BA9左側(cè)端響應明顯。
　　(2)溫熱性發(fā)汗不同體質(zhì)組相關(guān)性分析
　　溫熱性發(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稱的血氧代謝過程，且平和質(zhì)組觀測皮層整體活動水平較低，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。
　　(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，并且右側(cè)BA4、BA6及BA8區(qū)域顯著激活。而氣虛質(zhì)組觀測皮層呈現(xiàn)HBO整體低響應狀態(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臏責嵴{(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)