急性轻、中度缺氧暴露对人情绪状态的影响

　　摘　要: 目的研究急性轻、中度缺氧对人的情绪及焦虑状态的影响.方法　利用低压舱模拟300(对照)，2800, 3600, 4400 m高度缺氧暴露1 h，采用情绪状态问卷（POMS）和状态-焦虑问卷（S-AI），考察了18名健康男性青年受试者的情绪变化.结果　随着高度的增加，POMS问卷中消极情绪状态值紧张—焦虑（T），困惑—迷茫（C）和疲惫—惰性（F）及S—AI得分逐渐增加，而其中的积极情绪状态值即有力—好动（V）得分则依此下降(P＜0.05或 P＜0.01)，但POMS中愤怒—敌意（A）和抑郁—沮丧（D）的得分并无显著变化(P＞0.05).2800 m 急性暴露的即刻，紧张—焦虑（T）和S-AI得分显著高于对照水平（P＜0.05），而暴露1 h后又下降至对照水平.结论　急性轻、中度缺氧暴露1 h在2800 m高度水平即对人的情绪及心境产生负面影响，随着高度的增加以上影响进一步加重.

　　关键词：急性缺氧；情绪；情绪状态问卷；状态-焦虑问卷

　　0　引言

　　随着航空工业在军事及民用上的应用，快速进驻高原的人数成倍增加，而高原缺氧所引起的认知功能的下降和情绪的改变，会直接威胁飞行安全.急性缺氧对人体一般的生理过程的影响已较清楚，但其对认知能力和工作绩效的影响报道虽很多，因为测试的任务、方法、停留时间和实验人数的不同，其结果也不尽一致［1-7］.情绪是反映内外环境刺激对人体影响的一个非常敏感的指标，直接或间接地影响人的工效和认知能力，心理学家们认为，环境因素对人神经行为的影响，首先表现为心理情绪和情感状态的改变，随后才是感知、记忆、识别、和智力等方面的改变.鉴于情绪在调节人的心理生理功能上的重要作用，我们采用POMS量表和S-AI量表测试，观察了急性轻、中度缺氧暴露对18名健康受试者情绪状态的影响.以期为以后的急性缺氧对工作能力和作业绩效的研究提供有效的监测指标及依据.

　　1　对象和方法

　　1．1　对象　18名大学本科一年级学生志愿者，均为男性，年龄17～18.4岁，身体健康，既往无神经、精神病史，无烟酒等不良嗜好，矫正视力大于1.0,听力正常，均为右利手，世居平原，本人从未进入高原.

　　1．2　实验步骤及缺氧模拟　采用低压舱（由本系提供）模拟低压性缺氧环境，选定2800,3600，4400 m和对照高度300 m（西安地区实际海拔高度为300 m）.每舱上升9人，每个高度上升2次，共18名被试者.在每一个高度被试者做2次测试，分别为上升后的5 min 和60 min，问卷完成大约需5～7 min，完成所有测试后下降至地面.上升的高度在舱内主试和被试者不知道的情况下由低压舱操作人员随机选定.低压舱上升速率为15 m*s-1，下降速率为5 m*s-1舱内环境条件为：噪声70～74 dB（A），气温24～29 ℃，RH=26%～41%，微风.实验时受试者均配戴飞行帽及防噪声耳塞，以屏蔽噪声的影响.下降时嘱受试者作捏鼻鼓气及吞咽动作，以防止耳气压性损伤.实验时间均在18:30～21:30，以排除昼夜节律的影响，两次上升时间间隔大于48 h.实验前组织受试者进行测验问卷的操作练习和熟悉低压舱环境，要求能正确理解指导语和熟练操作，使被试者了解实验目的和过程以取得真诚合作.以300 m高度测试的相应参数作为对照值以消除或减少疲劳、噪声等其他因素的影响.实验由同一主试者主持，固定指导语，规范操作程序，以减少误差.

　　1.3　测验项目及方法　 采用美国心理学家Mcnair等［8,9］编制的情绪状态问卷（profile of mood states, POMS）. POMS共有65项表达不同情绪情感状态的形容词.归为紧张—焦虑（T）、困惑—迷茫（C）、愤怒—敌意（A）、疲惫—惰性（F）和抑郁—沮丧（D）五项消极情绪状态和有力—好动（V）一项积极情绪状态.每项形容词均按0～4五级评分. 采用Spielberger等编制的状态—特质焦虑问卷（ state-trait anxiety inventory, STAI）中的状态—焦虑量表（S—AI），共20个题目，按要求记分［10］.

　　统计学处理：采用SPSS统计学软件包(statistical package for the social science， SPSS 7.5 for windows)，取均数及标准差（x±s）进行方差分析，以P＜0.05为显著性界限.

　　2　结果

　　2．1　不同高度急性缺氧暴露1 h对POMS和S-AI分值的影响 　在2800 m高度急性缺氧暴露1 h后(Tab 1)，疲惫—惰性（F）的分值显著升高而有力—好动（V）的得分明显降低(P＜0.05)，其他几个因素的分值则无统计学差异(P＞0.05).上升到3600 m和4400 m高度1 h后紧张—焦虑(T)和疲惫—惰性（F）的分值随着高度的增加而增加，并达到显著水平（P＜0.05 or P＜0.01). 而愤怒—敌意（A）得分始终无显著变化，困惑—迷茫（C）的分值只在4400 m暴露时才显著高于地面水平. 有力—好动的分值则随着高度的增加呈明显降低之势（P＜0.01).随着高度的增加，S-AI的分值表现为和POMS中紧张—焦虑的得分相一致的趋势，即随着高度的增加而显著升高，在2800 m停留1 h已明显高于地面对照水平(P＜0.05).

表 1　不同高度缺氧暴露1 h对POMS和S-AI分值的影响

　　tab 1　Effect of acute hypoxia exposure to different altitude for 1 h on human pOMS and S-AI(n=18，x±s)

Mood factor Control 2800 m 3600 m 4400 m
T
2.8±1.5
 
4.3±1.4
 
5.5±2.0a
 
8.3±5.4b
 
D 1.1±1.3 1.8±1.9 2.4±3.6 3.1±4.3
A 1.3±1.7 2.2±2.4 2.8±2.9 2.8±2.6
V 21.1±3.6 18.9±5.3a 17.7±4.6b 16.2±2.5b
F 1.5±0.9 3.6±1.4a 4.4±2.8b 6.6±3.7b
C 3.1±3.2 3.9±3.7 4.7±3.7 6.8±4.2b
S-AI 20.3±5.9 24.3±7.7a 30.2±11.8b 31.6±11.7b

　　aP＜0.05, bP＜0.01 vs control(300 m). T:tension-anxiety; D:depression-dejection; A:anger-hostility; v:vigor-activity; F:fatigue-intention; C:confusion-bewilderment.2．2　2800 m缺氧暴露过程中POMS和S-AI的变化　从2800 m缺氧暴露的时间过程中（Tab 2）可以看出，在缺氧暴露的即刻POMS中紧张—焦虑和S-AI的分值显著高于对照水平(P＜0.05)，缺氧暴露1 h后反而与地面对照值无统计学差异(P＞0.05). POMS中有力—好动的分值也表现为类似的趋势但并未达到显著差异(P＞0.05).

表 2　2800 m缺氧暴露1 h pOMS和S-AI分值的变化

　　tab 2　The change of POMS and S-AI during exposure to 2800 m altitude (n=18，x±s)

　 　 Exposure
Mood factor Control 　
　 　 5 min 60 min
T(tension-anxiety)
2.8±1.5
 
6.3±2.3b
 4.3±1.4
D(depression-dejection) 1.1±1.3 1.4±1.1 1.8±1.9
A(anger-hostility) 1.3±1.7 1.2±1.2 2.2±2.4
V(vigor-activity) 21.1±3.6 22.2±4.6 18.9±5.3a
F(fatigue-intention) 1.5±0.9 1.4±1.3 3.6±1.4a
C(confusion-bewilderment) 3.1±3.2 3.1±4.3 3.9±3.7
S-AI 20.3±5.9 28.8±6.6a 24.3±7.7

　　aP＜0.05，bP＜0.01 vs control. T,D,A,F,C:The same as Tab 1.

　　3　讨论

　　本实验所采用的POMS和S-AI量表具有良好的效度和信度［8-10］，很好地反映了急性轻、中度缺氧条件下，人的情绪情感的变化.关于急性缺氧对人认知功能和情绪的影响，自McFonland的开创性工作以来，报道颇多，但结果不尽相同，甚至相勃［1］. bahrke等［2］学者认为急性缺氧对行为心理的影响主要是兴奋、欣快感和敌意的增加，以及注意、记忆、思维等认知功能的降低. shukitt等［3-4］报道，当氧分压降至13%时可以对认知功能和情绪产生负面影响.而Crowley 等［5］报道轻度急性缺氧对人的精神活动和工作能力没有明显影响，上升到3600 m的高度仍未观察到认知功能的下降.如上所述，急性缺氧对认知能力及情绪产生影响的阈限高度仍未定论，因此，本研究观察了急性轻、中度缺氧暴露1 h对18名志愿者的情绪状态的影响.

　　本研究结果显示，急性缺氧暴露1 h情绪状态的消极因素（T,F,C）的分值随着高度的增加而增加，而积极因素（V）的得分则随着高度的增加逐渐下降. s-AI量表也表现出类似与POMS中紧张—焦虑因子的变化趋势.提示轻、中度缺氧暴露1 h对人的情绪状态产生负面影响，使积极因子分值降低，消极因子分值增加. pOMS中抑郁—沮丧和愤怒—敌意的分值却始终无显著变化，导致上述原因可能是① 18名被试者系本校一年级学员，非常了解实验目的和实验过程，合作性好.②被试者系新学员，互相之间有一定的竞争意识而掩盖了一些真实想法.从2800 m缺氧暴露的时间过程可以得出，在暴露的即刻POMS中紧张—焦虑因子和S-AI的分值显著高于地面对照值，而暴露结束时反而降至地面水平，表明被试者因为事先不知上升的高度，表现为不同程度的担心.同时积极因子（有力—好动）也表现为增高的趋势（无统计学意义），提示急性轻度缺氧暴露即刻因为应激反应可能会对认知能力和情绪产生积极影响，但暴露1 h 后则表现为不同程度的抑制作用.

　　关于缺氧对认知功能影响的阈限，我国的贾司光教授提出工效保证区为3000 m，工效容许区为4000 m的主张，并据此制定了相应的防护措施［6］. fowler［1］等指出，缺氧使工效降低的阈限为2972 m(9750 ft）. Shukitt,Banderet等［3,4］报道，快速上升到4300 m高度愤怒—敌意并无明显变化，而苦恼—困惑反而减少.我们的结果提示，急性轻度缺氧暴露1 h （2800 m）会对人情绪状态产生负面影响，使消极因素分值增加，积极因子分值下降，且随着高度的增加而加重，和Green等［7］的报道基本一致，他们发现当吸入气体中氧体积分数低至13%（约相当于3400 m）时会对人体的认知、工效及情绪状态产生不良影响，当缺氧水平接近于4000 m时几乎可以分辨出任意一种生理的和心理的功能变化.关于情绪与认知功能的关系需要进一步研究.

　　作者简介：庄　勇(1952-)，男(汉族),河北定兴人.副主任医师，现工作单位：西南航空公司飞行部航医室 610062. tel.（028）5704630庄勇（第四军医大学航空航天医学系航空生物动力学教研室，陕西西安 710033)

　　李学义（第四军医大学航空航天医学系航空生物动力学教研室，陕西西安 710033)

　　吴兴裕（第四军医大学航空航天医学系航空生物动力学教研室，陕西西安 710033)

　　吴燕红（第四军医大学航空航天医学系航空生物动力学教研室，陕西西安 710033)

　　王涛（第四军医大学航空航天医学系航空生物动力学教研室，陕西西安 710033）

　　参考文献:

　　［1］ Fowler B,Kelso B, Elcombe DD et al. The threshold for hypoxia effects on perceptual-motor performance［J］. Human Factor,1987;29（1）:61-66.

　　［2］ Bahrke MS, Shukitt HB. Effects of altitude on mood, behaviour and cognitive functioning［J］. Sports Med,1993;16(2)97-125.

　　［3］ Shukitt BL,Burse RL,Banderet LE et al. Cognitive performance, mood states and altitude symptomatology in 13%～21% oxygen environments［R］. natick, MA:U.S.Army Res.Inst.of Environmental Med, 1988; Technical Report no,T18-T88.

　　［4］ Shukitt BL, Banderet LE.Mood states at 1600 and 4300 meters terrestrial altitude［J］. Aviat Space Eviron Med, 1988;59(6):530-532.

　　［5］ Crowley JS,Wesensten N,Kamimori G et al. Effect of high terrestrial altitude and supplemental oxygen on human performance and mood［J］. Aviat space Environ Med, 1992;63（7）:696-701.

　　［6］ 贾司光. 高空急性缺氧的系统研究.航天医学与医学工程［J］,1989;2(1):1-9.

　　［7］ Green RG,Morgan DR.The effects of mild hypoxia on a logical reasoning task［J］. Aviat Space and Environ Med,1985;56(11):1004-1008.

　　［8］ Mcnair DM,Lorr M,Droppleman LF. Profile of mood states［M］. San Diego：Education and Industrial Test Service, 1971:3-11.

　　［9］ 梁有信. 介绍WHO推荐的神经行为核心测验组合［J］.工业卫生与职业病杂志,1987;13(6):331-339.

　　［10］ 舒　良. 状态-特质焦虑问卷.中国心理卫生杂志［J］，1993;(增刊):205-207.