心理应激与生理应激

发表日期：2006-04-17  本页面已被访问：3021次
一、什么是心理应激与生理应激
某公清晨到动物园去游览，走到老虎笼前，见虎近在咫尺，且向他张牙舞爪，想把他当早点，他知道老虎吃不到他，所以面不改色心不跳，然而他看见老虎转身向笼子后面走去，撞开了铁栅门，把头伸了出来，张大口打哈欠，说时迟，那时快，他看见大势不好，报警都来不及，撒腿狂奔逃命，出了动物园，遇到一个马拉松长跑运动员，一同进入某医学院的生理实验室，初步检查发现他们有许多共同的生理指标变化，都有心跳加快，血压上升，呼吸加快，血糖升高，颜面潮红，瞳孔增大，毛发竖立，说明他们都处于生理应激状态，有交感神经兴奋现象，有体内分解性新陈代谢的增加。但是某公处于高度心理应激状态，体验到极度恐惧的情绪应激，而长跑运动员天天清晨锻炼体能，心态轻松平静，只有生理应激，没有任何心理应激体验。由此可见，生理应激状态可以单独存在，不伴心理应激；而心理应激可以同时引起生理应激。
动物应激实验常将小鼠掷入冰水，让它们游往水箱对岸逃生，或放在铁丝笼中，有节律的反复震荡或旋转一定的时间，使它们的平衡运动肌肉系统处于应激状态，或者反复对铁笼接通一定强度的电流，让它们反复触电，无路可逃，观察何时进入“习得无助无望状态”，或者断水断食一段时间，人为制造饥渴的生理应激状态，甚至给它们喝酒吸毒，制造渴求成瘾物质的生理应激状态，实验者的目的是想通过超常温度、运动、电击、饮食（或睡眠）剥夺，以及强光闪动、强烈噪音或是声光与重力感觉剥夺等超强物理刺激，来制造动物的生理应激反应，间接了解人类的心理应激反应。
动物实验可将心理应激与生理应激区别开来吗？小鼠冰水中逃生不是既有生理应激又有心理应激吗？断水断粮的饥渴状态不是既有生理应激也有心理应激吗？反复震荡、反复电击，动物在徒劳挣扎之后，干脆坐以待毙，以不动应万变，不是与人类的无助无望（helpless, hopeless）状态如出一辙吗？谁能说这些实验中动物只有生理应激而没有心理应激呢？谁能说生理应激必然伴有心理应激，或心理应激必然同时出现生理应激呢？
解决上述疑问在医学上有十分重要的意义，因为医学家要有令人信服的实验资料来检验下述精神刺激发病机制的通道，即：强烈的或持续的精神刺激→强烈的或持续的心理应激→强烈的或持续的生理应激→心理生理障碍，自主神经与内脏功能紊乱，功能性躯体不适（病理生理变化）→心身疾病，其他应激相关疾病→抗应激措施（镇静、抗焦虑、抗抑郁药物治疗，心理治疗，社会适应与生活技能训练等）及其疗效验证。
动物中单纯心理应激的试验也作过一些，例如天敌同笼生活实验，一个铁笼中间用透明玻璃作为墙壁相隔分为两室，一室放入兔子，隔壁放入猎狗，猎狗见着兔子就凶狠追咬，兔子在笼中乱窜，无路可逃，它终日在猎狗监视之下，不思饮食，夜不敢睡，惶惶不可终日，结果体重锐减，甲状腺机能亢进，血清中去甲肾上腺素含量增高，有的兔子在1周至1月后死去，并无感染疾病的证据。
1940年前后，巴甫洛夫实验室遭遇彼德格勒一场暴雨洪灾，实验室被淹，迁徙后一些动物原来建立好的条件反应出现紊乱变化。经过一段时间休息，为了追查原因，实验者做过一次天灾模拟实验，人为制造电闪雷鸣，实验室工作人员反穿皮袄，戴怪形面具接近实验狗群，结果实验动物再次出现拒食、吠叫、挣扎、睡眠障碍、脱毛、皮肤表面与内脏黏膜溃疡，营养不良，条件反射紊乱，新的条件反射形成困难，动物烦躁不安等实验性神经症症状，动物出现了应激性疾病，有的迁延数月才逐渐恢复，巴甫洛夫当时即采用咖啡因和溴化钠合剂（巴氏合剂）来治疗动物。这个实验有强烈的物理刺激因素，也有威胁生命的心理刺激因素，狗群吓得要死，但狗有勇猛的、怯弱的、灵活的与黏滞的不同气质或神经类型，对生理与心理刺激的敏感性，致病性是存在个体差异的，有躯体消化营养代谢与条件反射功能基本保持正常的，也有出现明显躯体功能紊乱与高级神经活动功能障碍持续甚久的。
人类的精神应激最明显的是情绪应激状态，特别是负性情绪应激状态，如心情沉重、压抑、烦躁、易激惹，有时候本人能明确意识到影响自己情绪的应激源是一个什么事件所引起，也有的时候本人对造成此种负性情绪的应激源没有意识到，没有觉察到，不知为什么心情不好，甚至对应激源予以否认（有意的或无意的），因为许多事件都易造成焦虑与抑郁情绪，它们不像悲哀、愤怒、羞愧、嫉妒情绪那样有很鲜明的因果关系，特别是具有焦虑或抑郁素质的个体，他们的情绪像山城春季，不听天气预报就知道明天后天都是多雾的阴天。
情绪生理学的研究积累了大量实验资料，说明正性与负性情绪应激状态有不同的体内生理变化，即大喜之下与盛怒之下，血压、脉搏、呼吸、内脏腺体分泌与平滑运动功能变化，是不相同的。但是我们又很难从一组自主神经与内脏功能变化的数据，来判断此人是盛怒还是极端恐惧，因为他们此时体内分泌肾上腺素增加，都有心跳加快，血压上升，手都在发抖，面都发青，都感到口渴，都有竖毛肌挺立。不过盛怒之人多挺胸睁目气粗，而恐怖的人多蜷缩闭目屏息。长期激惹易怒或在威胁下苟且偷生，不利于心身健康，而与此相反，在乐观与幸福感的心境之下生活有益心身健康，是有生理功能、代谢、内分泌、免疫学多方面的实验根据的。急性正性情绪应激状态，如儒林外史中的范进中举，现代的几百万元中大奖，带给当事人及其亲友的悲喜交集、寝食俱废、精神恍惚、难于应付的精神应激，也是广为人知的。
人类有其特殊的认知应激状态，这与语言、文字、数学的利用、文学艺术、科学的发明创造性脑力活动是分不开的。紧张的，持续的脑力劳动，使个体处于认知应激状态，可达到废寝忘食、不分昼夜、焦头烂额、留连忘还的程度。文学艺术的创作常伴激情，首先要感动作者然后才能感动读者，至于科学的创造发明钻研过程，如数学难题的长时间持续演算破解，除了逻辑推理的理性思维处于紧张应激状态之外。是否伴随某种激情，局外人是无法体验的。此种作业成为精神需要与追求的目标，渴望成功并能经受屡屡失败，也有终于一事无成死而不悔的人，或是大志未筹身先死的人，他们的辛勤劳动与付出，对本人心身健康有损害，不求得到社会的公认与报偿，是人性中追求新异刺激（包括创造发明）的自然表现。也是区别于动物性的人性崇高表现。
人类认知应激实验可在考场、数学竞赛、走迷宫图、电脑游戏中进行观察，一方面可以测量一个人的智力，解决问题的能力，理性思维或逻辑推理的能力，这些能力都是可通过知识学习培训提高的，另一方面可在给予认知负荷即精神刺激的条件下，观察受试者的脑电、心电、肌电、皮电等多种电生理指标变化，然后进入肌肉放松与思维活动入静训练，观察在停止脑力与体力活动的安静休息松弛状态下，各项人体内脏机能活动与电生理指标的回归于基线的变化，从而找到自我训练与养生保健的方法。
二、生理应激过程
面临应激源，处于应激状态中的有机体，在体内出现一系列的生理、神经生理、生化、内分泌、代谢、免疫过程的变化。
Cannon(1930)首先对应激状态进行研究，认为此时机体进入了“战斗或逃跑（fight or flight）”的状态，提出机体在遇到挑战或危险的情况下，常产生肾上腺髓质分泌增加和交感神经兴奋现象，表现为心率和呼吸加快，心搏增加，脾脏缩小，肝糖原释放，瞳孔扩大，皮肤和内脏的血管收缩，血液由这些部位向肌肉和脑部转移，使机体处于战斗或逃跑状态。
Selye(1936,1950)用动物组织混合匀浆和化学物质（如牛的卵巢，酒精，甲醛等）注入小鼠腹腔，总是引起小鼠肾上腺皮质增生，胸腺，脾脏，淋巴结明显萎缩，嗜酸性白血球显著下降，胃粘膜浅层溃疡等变化，上述反应与注射物的种类和性质无关（当时被人戏称为垃圾药理学，pharmacology of dirt），Selye将此种反应称为共同的适应性反应（genereal adaptation syndrome, G.A.S.），他认为这是一种体内的非特异性反应，纯粹为机体内抗原-抗体生物学应激反应，反应可划分为三期，即早期的警觉期，出现休克时相与抗休克时相，休克时相可致急性骤死。中期的抵抗期或耐受期，垂体促肾上腺皮质激素与肾上腺皮质激素分泌增加，合成代谢占优势，机体对各种刺激的抵抗力均有增加；若刺激超强而且持续存在，机体应激反应即进入衰竭期，出现各种营养不良症状与慢性疾病，体内应激资源消耗殆尽，最终可导致死亡。
在天敌或挑战对手面前，动物最常见的是出现战斗或逃跑反应，此时动物体内有生理变化与重组，主要有两个系统的动员和参与，即下丘及垂体肾上腺系统和植物神经系统，后者主要是交感兴奋现象。肾上腺素与去甲肾上腺素，促肾上腺皮质激素与皮质类固醇的血浆内浓度增高，它们被称为“应激激素”。在主动进攻的战斗中去甲肾上腺素增高的比例上升，在逃跑与失去控制的焦虑情境下肾上腺素增高的比例上升。
动物试验曾将野兔暴露于猎狗近前，长期隔网同笼饲养，结果野兔可出现恐怖性甲状腺毒血症，由于储存的甲状腺素迅速释放，最后动物死于甲状腺危象。Von Holst(1986)将温顺的松鼠与好斗的松鼠同笼饲养，10天之后前者血浆中皮质类固醇（皮质酮与皮质素）含量增加300%，肾上腺重量比对照组增加30%，色氨酸羟化酶（参与儿茶酚胺合成）增加100%，血液中淋巴细胞，嗜酸性与嗜硷性白细胞均下降30%，在14天内有动物相继死亡。死因不是外伤或体力衰竭，而是与攻击性强的松鼠共处。即使用栏栅在笼内隔离，死亡情况仍有发生。
猩猩群体只要食物资源丰富，有充分自由的时间，他们和平共处一段时间之后便开始争权夺利，制造麻烦，以强凌弱，常受欺负的猩猩有较高的皮质素基础水平，较高的动脉粥样硬化和心脏病患病率。Mason, J.W.用猴子实验，实验组与对照组（yoked control）均约束于椅子上，每20秒钟电击一次，实验组猴如按压杠杆，20秒钟内可阻断一次电击，而对照组仍不能避免电击，实验进行72小时，实验组猴比对照组适应良好。为了增强应激程度，后来有学者改变实验设计，使电击时间不规则出现且不可预测，在正确的回避性操作之后仍给予电击等，在实验进行的前10天之内，通过软纤维内窥镜观察胃部变化，发现两组均有30%左右的动物出现胃粘膜浅层溃疡，其病变部位与人类溃疡病好发部位相同，有些猴子半年后出现了高血压，大部分溃疡不久可自行愈合。这个操作性条件反射改变的是环境刺激，并未直接刺激动物的胃或神经，可作为人类心身疾病的动物模型。Mason的72小时猴子回避性条件反射实验，开始动物有血浆17羟皮质固醇类，肾上腺素，去甲肾上腺素，甲状腺素和生长激素的升高，而性激素和胰岛素水平下降；随着适应性的出现，激素变化便逐渐恢复正常水平。
应激引起体内分泌的变化，Mason在上述猴子操作性回避条件反射中，定期作15种激素水平的检查，包括血浆与尿中17羟皮质类固醇，肾上腺素，去甲肾上腺素，雌酮，雌二醇，雌三醇，雄酮，本胆烷醇酮，脱氢表雄酮，醛固酮，睾丸酮；血浆甲状腺素，胰岛素与生长激素。发现一些变化。
Henry(1967,1980)提出动物应激反应的趋势，决定于动物对应激源性质（可控性）的评估，感受到的刺激强度（perceived stimulus），应付方式（部分为遗传的行为特性，如猫鼠关系）和以往经验的参照，而作出两类不同的反应。第一类为战斗或逃跑反应，第二类为保守-退缩反应（失去可控性，习得性失助，抑制）。
在攻击与逃跑反应中，应激引起的神经冲动传入杏仁核，出现行为激活（behavioral arousal）以应付对自身的需要和地位的挑战，出现防御反应以保持领地或动员攻击，有交感神经系统与肾上腺髓质兴奋，去甲肾上腺素和肾上腺素分泌增加，心输出量与周围血管阻力增加，游离脂肪与糖分解增加，睾丸酮分泌增加，皮质酮含量增减不定，糖皮质素水平增加。
第二类反应的应激源神经冲动传入海马-隔区，抑制对领地和地位的竞争行为，出现驯顺，少动表现，性行为与抚幼行为均下降，此时有垂体-肾上腺皮质系统的激活，促肾上腺皮质激素（ACTH）分泌增加，有迷走神经兴奋现象，皮质酮分泌增加，睾丸酮分泌减少，糖生成与胃旦白酶分泌增加，儿茶酚胺含量增减不定。
总之，应激源影响多种内分泌的活动，首先是边缘系统（内脏脑）作用于神经内分泌的转换中枢--下丘脑，下丘脑释放促肾上腺皮质释放素（CRH），血管升压素，催产素；而垂体除释放促肾上腺素（ACTH）外，还有生长激素，泌乳素，促甲状腺素，内腓肽，脑腓肽等，一些代谢性内分泌（胰岛素，胰高血糖素）也参与应激过程。
应激与中枢神经系统
大脑是形成心理应激的源头，大脑调控应激反应，大脑同时也是应激激素的靶器官。
应激源进入大脑，即激活神经细胞，引起不同形式的、与刺激源相关而各具特殊性的神经活动。神经活动在神经细胞之间的传递，由突触间的神经介质释放来完成。神经介质的含量变化与流动，除了引起和改变神经细胞膜电活动之外，也促进细胞内第二信使（如环腺苷酸）的形成，后者继续促进细胞内蛋白质的酵酶磷酸化作用，磷酸化可改变蛋白质的功能，持续数分钟之久，直到其他酵酶将蛋白质去磷酸化为止。例如酪氨酸羟化酶的磷酸化，便促进分解过程，形成儿茶酚胺类神经介质，即肾上腺素、去甲肾上腺素和多巴胺。第二信使的促进磷酸化过程也出现于神经细胞核内调节基因的蛋白质中，此种变化可持续数小时至数日，可造成基因表达的变化，导致神经细胞内各种关键性酵酶含量水平与各种结构性蛋白质的变化。
在个体的一生当中，脑是一个动态变化的器官，神经树突，缠络与突触间隙传递的化学物质都在不断更新，不断重组。神经细胞内的基因活动同样受环境信息所控制，受循环中的内分泌激素所调节。脑神经细胞即有肾上腺素、性激素和甲状腺素受体。类固醇和甲状腺素受体可调节基因表达过程，也就是说，心理应激过程中产生并循行于体液中的某些激素，可以作用于大脑神经细胞，改变基因表达。
肾上腺类固醇（如糖皮质素）可以调节在反复应激情况下去甲肾上腺素激活的脑细胞内环磷酸腺苷形成过程，反复应激可使兰斑部分酪氨酸羟化酶活动增加，酵酶蛋白质和信使核糖核酸（mRNA）的活动增加，而糖皮质素则通过抑制α1肾上腺受体和增强β肾上腺受体，达到调控去甲肾上腺素的目的。根据实验观察，去甲肾上腺素增多有引起抑郁的作用，糖皮质素有抗抑郁作用，而预先使用抗抑郁药品能减轻应激反应。
在应激过程中，脑中去甲肾上腺素神经细胞激活是普遍的，位于兰斑的NE神经元胞体发出侧枝投射到大脑的广泛区域。脑中的多巴胺神经元，特别是中脑-皮层多巴胺系统，以及脑中的肾上腺素神经元均被激活。儿茶酚胺类三种神经元参与HPA（下丘脑-垂体-肾上腺）活动的调节。与此同时内腓肽与糖皮质激素在应激反应的调节过程中也起重要的作用。苯氮卓类（BZ）受体的神经元参与抑制HPA轴功能，抑制海马中5羟色胺的周转。对神经细胞膜有活性的各种糖皮质素中间代谢产物可迅速激活GABAa-BZ受体的钙通道，降低应激反应，有抗焦虑的作用。皮质类固醇的天然生理作用是负反馈，保护机体免于防御机制的过度反应。防御反应的最大效应只存在于应激源出现之后到皮质类固醇水平增至高峰这段时间间隔之内。
应激与植物神经系统
对植物神经系统生理功能的研究，Cannon(1871-1945)和Pavlov(1849-1936)作出过突出贡献。
Cannon(1931)提出交感神经系统与情绪反应折关系如下：
1、各种情绪变化中交感神经系统主导躯体变化。
2、副交感神经系统仅在安静与营养状态时（vegetative states）起主导作用。
3、交感激活的情绪总是不愉快的，副交感优势状态有轻松愉快的情绪色彩。
4、植物神经系统功能的双向性划分，根据相互拮抗的神经支配原则（reciprocal innervation）。
上述论点公布不久，Kling(1933)即提出了不同的意见，至今仍有参考价值，转录于下：
1、迷走兴奋表现于恐惧（fear or terror）场合。
2、副交感神经系统在情绪抑郁或耗竭（exhaustion）状态时有重要作用。
3、在各种情绪的特征性表达中，副交感神经起一定的作用。
4、不能认为副交感神经兴奋都是“愉快的”。
5、交感与副交感神经支配可呈混合的，双重的形式，不仅仅是纯粹相互拮抗的形式。
Pavlov及其同工作了大量的动物实验，研究了消化系统分泌的神经控制，建立了心血管，泌尿系统及内脏条件反射，研究了体温、代谢的神经控制，著名的实验性神经症及其所致内脏功能紊乱、神经营养功能紊乱为人类的神经症与心身疾病病理生理机制，提供了动物模型。
对于同一小鼠或狗，给予同一条件刺激物（响铃，按压杠杆与获取食物），在自由活动场合通常引起心跳加快，在被约束不能自由活动场合下，可引起心跳减慢。说明在不同场合下，表现不同的植物神经活动张力（交感兴奋或副交感兴奋）。另有学者观察自由活动的19个小鼠，条件刺激物（铃声）使16个小鼠心跳加快，使3个小鼠心跳减慢，反应差异的原因可能是动物个体有交感反应优势与副交感反应优势的生物倾向性，也可能是在刺激过程中两者兴奋强度不同，相互抵消后，较强的一方决定心率快慢。
在人类的唾液腺中，腮腺为副交感神经支配，含浆液细胞，分泌富含淀粉酶的稀清唾液；舌下腺为交感神经支配，含粘液细胞，分泌粘稠唾液；颔下腺受双重神经支配，含浆液与粘液细胞。在应激状态下（牙科术前与术中）大多数病人分泌较多的粘稠唾液，但也有少数病人此时稀清唾液分泌增加。
正常消化功能受交感兴奋所抑制，副交感兴奋所促进。应激性溃疡形成的机制是复杂的，下列因素均有影响：1、应激使垂体肾上腺轴活动增强，儿茶酚胺与皮质类固醇血浆水平升高，使胃酸与组胺分泌增加，胃蠕动增加，胃粘液分泌减少，胃粘膜层微循环紊乱与胃粘膜能量代谢的缺陷，氧自由基形成等（Tache, 1991）是形成溃疡的机制，但切除了肾上腺后约束制动的小鼠中仍形成了溃疡，抗胆硷能药物有阻止溃疡形成的作用，说明在溃疡形成的机制中，皮质类固醇的作用不是必要的，副交感神经系统也起一定的作用。2、应激初期为交感兴奋，降低了胃粘膜的自身保护能力，继而副交感兴奋，酸度增加，作用于保护能力下降的胃粘膜，形成溃疡。3、胃酸过度增加，负反馈机制在应激状态下受到损害；4、血流量减少，应激时血流从肠胃道转向全身肌肉中，重新分布。5、应激直接引起胃缓慢节律性收缩，减少胃壁血流，促进溃疡形成。6、皮质类固醇抑制前列腺素分泌，后者可增加胃壁血流，促进微小溃疡的恢复。7、应激使免疫功能下降，细菌（如胃幽门螺旋杆菌）活动增加，出现炎性溃疡。总之，急性应激性溃疡中，交感兴奋现象较为普遍，慢性消化性溃疡中，常有副交感兴奋现象，而植物神经系统功能紊乱为共同的因素。
在愤怒与恐惧情绪状态下，整个交感神经系统被动员起来，血浆中去甲肾上腺素含量增高，称为交感-去甲肾上腺素效应，因为绝大多数交感神经末稍的神经介质为去甲肾上腺素。恐惧环境引起的生理反应与注射肾上腺素类似，当然注射肾上腺素不一定引起恐惧体验；导致愤怒的环境引起的生理变化，与注射去甲肾上腺素和肾上腺素混合液的体内变化相类似。许多学者研究引起焦虑与抑郁情绪的场合，有充足的证据说明此时体内交感神经系统活动增强，而副交感神经兴奋并非必要或充分的条件。
伴随疼痛的情绪反应中，可引起心跳缓慢，在急性恐惧状态下，血压与心跳可突然下降，晕厥为恐怖症的常见伴发症状，晕厥时植物神经系统仍为双向反应，开始有短暂的交感兴奋，继而副交感兴奋占绝对优势，血压脉搏下降，一过性脑供血不足，出现短暂意识障碍。原有心脏疾病如心肌梗塞的病人，情绪刺激可导致晕厥，心律不齐，心跳停搏与骤死。严重残疾和行动受阻的病人，在应激状态下，战斗与逃跑反应完全受到抑制，容易出现无望与无助感，运动抑制，表现为副交感反应优势现象。
交感与副交感神经的互相制约与互相对抗不是绝对的。例如强烈恐惧，既引起交感兴奋，表现为心跳加快，血压升高，与此同时也引起副交感兴奋，出现大小便的排空活动而不能自控，大汗淋漓。