劉尚軍,李 昕,竇京濤,陸菊明
解放軍總醫(yī)院,北京 100853 1醫(yī)學心理科;2內科臨床部;3內分泌科
短期高強度軍事作業(yè)對個體疲勞感及內分泌功能的影響
劉尚軍1,李 昕2,竇京濤3,陸菊明3
解放軍總醫(yī)院,北京 1008531醫(yī)學心理科;2內科臨床部;3內分泌科
目的研究短期高強度軍事作業(yè)誘發(fā)疲勞的特點和神經-內分泌改變規(guī)律。方法2010年解放軍總醫(yī)院在某部為期7 d高強度軍事演習作業(yè)前后,分析240名官兵疲勞發(fā)生狀況及垂體-腎上腺(包括血漿促腎上腺皮質激素、皮質激素、24 h尿游離皮質醇)、垂體-性腺(黃體生成素、睪酮、雌二醇)、垂體-甲狀腺(血清TSH、TT4、TT3、FT4和FT3)軸激素水平改變。結果高強度軍事作業(yè)后,官兵作業(yè)疲勞癥狀自評量表中不快感分量表得分增加(7.53±2.64 vs 8.02±3.06, P<0.05);皮質醇由(336.97±105.23) nmol/L降至(283.94±84.61) nmol/L(P<0.001),24 h尿游離皮質醇由(426.39±162.35) nmol/24 h降至(371.76±155.51) nmol/24 h(P<0.001)、TT3由(2.13±0.30) nmol/L升至(2.72±2.26) nmol/L(P<0.05),FT4由(13.45± 1.45) pmol/L升至(15.92±1.95) pmol/L(P<0.001),FT3由(5.23±0.42) pmol/L升至(5.61±0.58) pmol/L(P<0.001),睪酮水平由(23.51±6.49) nmol/L降至(18.89±5.89) nmol/L(P<0.001)。結論短期高強度軍事作業(yè)可增加官兵的疲勞狀況,影響神經-內分泌系統(tǒng)。
疲勞;內分泌激素;作業(yè)疲勞癥狀自評量表
高強度的作業(yè)容易引發(fā)個體的疲勞,導致個體作業(yè)能力下降、心理愉快感缺乏。目前認為,這種疲勞由生理疲勞及心理疲勞兩部分構成[1]。其產生原因往往與神經-內分泌機制有關。目前關于作業(yè)所致疲勞機制的研究,主要集中于慢性疲勞綜合征(chronic fatigue syndrome,CFS),對于短期、高強度作業(yè)引起的疲勞及其發(fā)生機制,了解仍十分有限。為進一步探討短期高強度軍事作業(yè)對作業(yè)人員的心理、生理影響,我們設計了本研究。
1 對象 2010年解放軍總醫(yī)院整群抽取參加為期7 d的高強度軍事演習作業(yè)的某部炮兵官兵240名,籍貫為蘇、豫、陜、浙、閩、川、鄂7省,健康男性,年齡18 ~ 24(20.11±2.24)歲,軍齡1 ~5(2.14±0.97)年。作業(yè)期間,每日睡眠時間8.5 h。
2 方法 以持續(xù)7 d的高強度軍事演習作為短期高強度作業(yè)刺激,分別于作業(yè)前、作業(yè)后1 d,進行作業(yè)疲勞癥狀自評量表(Newly Developed Questionnaire for Work Relateted Fatigue Feeling,WRFFQ)測試以及內分泌激素水平檢測。
3 WRFFQ問卷測評 采用漢化版的作業(yè)疲勞癥狀自評量表,該量表有25個條目,分為困倦感、情緒不安感、不快感、怠倦感、視覺疲勞感5個因子,每個條目采用l ~ 5級評分,每個因子分為5 ~ 25分;總分為5個因子總分之和除以5,范圍是5 ~25分,分數越高表示疲勞程度越明顯。問卷測評采用集中方式進行,30 min完成,由專人回收問卷。作業(yè)前后的兩次測試均發(fā)放問卷240份,其中第1次回收238份,第2次回收234份,回收有效率分別為99.2%和97.5%。
4 內分泌激素水平的測定 檢測血漿促腎上腺皮質激素(adrenocorticotropic-hormone,ACTH),皮質醇,24 h尿游離皮質醇(urine free cortisol,UFC),黃體生成素(luteinizing hormone,LH),睪酮(testosterone,T),雌二醇(estradiol,E2),促甲狀腺激素(thyroid stimulating hormone,TSH),總T4(total T4,TT4),總T3(total T3,TT3),游離T4(free T4,FT4),游離T3(free T3,FT3)等激素的水平。
5 標本采集與檢測 8:00 am采血不抗凝管4 ml,3 000 r/min離心10 min,常溫離心,取血清(皮質醇);抽血8 ml,3 000 r/min離心10 min,常溫離心取血清(甲狀腺功能、黃體生成素、睪酮、雌二醇);8:00 am采血EDTA抗凝管4 ml,采血后即刻入冰壺,3 000 r/min離心10 min,4°離心,留取血漿保存。所有個體晨起后,開始留取24 h尿。留尿當日不進行劇烈運動及飲酒。正常飲水,尿量控制在2 000 ml以內,冰醋酸防腐,由專人檢查督促所有個體按要求留取標本。甲功5項、皮質醇、24 h尿游離皮質醇、黃體生成素、睪酮、雌二醇藥盒均為美國西門子公司產品,全自動化學發(fā)光免疫分析儀Centar儀器檢測,血漿促腎上腺皮質激素由全自動化學發(fā)光免疫分析儀IMMULITE2000檢測。因標本留取時出現問題,最終2次檢測標本數分別為腎上腺功能234份,性腺功能235份和甲狀腺功能239份。
6 統(tǒng)計學處理 采用SPSS13.0軟件進行統(tǒng)計分析,所有結果以±s表示,試驗前后比較用配對t檢驗,P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。
1 軍事作業(yè)前后疲勞量表得分比較 高強度軍事作業(yè)后WRFFQ量表中不快感得分較作業(yè)前增加(由7.53±2.64增至8.02±3.06),差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),困倦感、情緒不安感、倦怠感、視覺疲勞感得分在軍事作業(yè)前后差異無統(tǒng)計學意義。見圖1。
2 軍事作業(yè)前后內分泌指標比較 與軍事作業(yè)前相比,高強度軍事作業(yè)后睪酮水平明顯下降(P<0.05),但仍在正常范圍;黃體生成素和雌二醇水平差異無統(tǒng)計學意義;ACTH、皮質醇、UFC含量降低,血清TT3、FT3、FT4增高,TSH下降(P<0.05 ~0.01),但均在正常范圍;TT4前后差異無統(tǒng)計學意義。見表1。

圖 1 軍事作業(yè)前后疲勞量表得分比較Fig.1 WRFFQ scores before and after military operation FD: feeling of drowsiness; FI: feeling of instability; FU: feeling of uneasiness; FPD: feeling of local pain or dullness; FE: feeling of eyestrain(aP<0.05)

表1 軍事作業(yè)前后性腺、腎上腺及甲狀腺激素水平比較Tab. 1 Comparison of the level of gonad, adrenal gland and thyroid hormone in subjects before and after military operations
目前,國際上關于疲勞的研究漸成為熱點[2-4]。已經明確高強度軍事作業(yè)易導致個體出現疲勞。然而,關于個體疲勞感是如何產生的,目前還不統(tǒng)一,其中一個重要理論是關于疲勞的內分泌調節(jié)功能下降學說[5]。本研究發(fā)現,個體在進行短期高強度軍事作業(yè)后,會出現疲勞,主要表現為不快感的增加,同時伴隨有睪酮水平降低,腎上腺皮質功能降低,甲狀腺功能TT3、FT3、FT4增高,TSH降低。短期高強度軍事作業(yè)前后相關內分泌激素數值基本處于正常值范圍內,說明短期高強度軍事作業(yè)不會導致器質性病變,但持續(xù)高強度軍事作業(yè)可能導致相關內分泌激素出現異常。
作為一種重要的雄性激素,睪酮具有促進運動后體能恢復,促進蛋白質合成的作用[6]。一般認為,合理的運動訓練可使血睪酮水平升高,提高機體功能水平。而運動時間過長或長期高強度作業(yè),可導致其下降[6]。Craddock等[7]發(fā)現,海灣戰(zhàn)爭綜合征(Gulf war illness,GWI)和CFS士兵睪酮水平較正常普通士兵明顯降低,提示長期慢性應激或疲勞可致個體性功能抑制。以往研究認為,長期高強度作業(yè)導致睪酮下降的原因可能與LH的直接抑制或反饋性抑制有關[8-9]。因垂體LH分泌下降,導致睪酮水平降低。本研究中,雖然個體睪酮水平降低,但LH水平并未明顯下降,這一結果似乎表明,短時間高強度作業(yè)所致睪酮水平的降低,也許還存在其他的調節(jié)通路,值得進一步研究。
目前,關于下丘腦-垂體-腎上腺(hypothalamopituitary-adrenal,HPA)軸在疲勞中起的作用已經得到證實[5]。通常認為,疲勞早期會使垂體-腎上腺軸功能升高,而長期疲勞狀態(tài),如CFS時才會出現腎上腺皮質功能的抑制[10]。本研究發(fā)現,即使只有7 d的高強度軍事作業(yè),就可以導致HPA軸相關激素水平的降低,表現為ACTH、F、UFC含量比作業(yè)前降低。
已有研究發(fā)現,FT4含量增高與慢性疲勞個體的疲勞感有關[11-12]。本研究中,我們發(fā)現短期高強度軍事作業(yè)同樣可以影響垂體-甲狀腺軸的相關激素水平,主要表現為TSH下降、TT3、FT3、FT4濃度上升。這可能和外周循環(huán)中TT3、FT3、FT4含量的增高可能使機體維持較高的代謝率維持機體需要的生理狀態(tài)有關[12-13]。促甲狀腺素是甲狀腺功能的主要調節(jié)劑,變化受很多因素影響,遇到很強的刺激,才會出現波動[14]。以往研究發(fā)現,TSH含量的下降與個體生活質量評分降低及自我疲勞感有關[11]。我們認為,本研究中TSH的下降可能與外周TT3轉化多,對TSH反饋作用增強有關。
綜上所述,我們認為短期高強度軍事作業(yè)可以增加作業(yè)個體的疲勞感,同時會引起其腎上腺、甲狀腺及性腺激素水平的明顯改變。然而非常遺憾的是,由于軍事作業(yè)的特殊性,本研究未設置合適的對照組,這是本研究的局限之一,以上結論有待更嚴格的實驗設計進一步證實。
1 李兆申,黃文.軍事作業(yè)疲勞的評定、機制、預防及快速恢復措施[J].解放軍醫(yī)學雜志,2012,37(1):6-10.
2 Booth CK, Probert B, Forbes-Ewan C, et al. Australian army recruits in training display symptoms of overtraining[J]. Mil Med, 2006,171(11): 1059-1064.
3 Tharion WJ, Lieberman HR, Montain SJ, et al. Energy requirements of military personnel[J]. Appetite, 2005, 44(1): 47-65.
4 Jouanin JC, Dussault C, Pérès M, et al. Analysis of heart rate variability after a ranger training course[J]. Mil Med, 2004, 169(8):583-587.
5 Nijhof SL, Rutten JM, Uiterwaal CS, et al. The role of hypocortisolism in chronic fatigue syndrome[J]. Psychoneuroendocrinology, 2014,42: 199-206.
6 Schumann M, Walker S, Izquierdo M, et al. The order effect of combined endurance and strength loadings on force and hormone responses: effects of prolonged training[J]. Eur J Appl Physiol,2014, 114(4):867-880.
7 Craddock TJ, Fritsch P, Rice MA, et al. A role for homeostatic drive in the perpetuation of complex chronic illness: Gulf War Illness and chronic fatigue syndrome[J]. PLoS One, 2014, 9(1): e84839.
8 Nindl BC, Kraemer WJ, Deaver DR, et al. LH secretion and testosterone concentrations are blunted after resistance exercise in men[J]. J Appl Physiol (1985), 2001, 91(3): 1251-1258.
9 Hackney AC. Effects of endurance exercise on the reproductive system of men: The “exercise-hypogonadal male condition”[J]. J Endocrinol Invest, 2008, 31(10): 932-938.
10 Cleare AJ, Miell J, Heap E, et al. Hypothalamo-pituitary-adrenal axis dysfunction in chronic fatigue syndrome, and the effects of lowdose hydrocortisone therapy[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2001,86(8): 3545-3554.
11 Van De Ven AC, Netea-Maier RT, De Vegt F, et al. Is there a relationship between fatigue perception and the serum levels of thyrotropin and free thyroxine in euthyroid subjects?[J]. Thyroid,2012, 22(12): 1236-1243.
12 Li X, Huang WX, Lu JM, et al. Experimental study on neuroendocrinological and immunological characteristics of the military-trained artillerymen[J]. Chin Med J (Engl), 2012, 125(7):1292-1296.
13 Koyu A, Cesur G, Ozguner F, et al. Effects of 900 MHz electromagnetic field on TSH and thyroid hormones in rats[J]. Toxicol Lett, 2005, 157(3): 257-262.
14 Moura EG, Moura CC. Regulation of thyrotropin synthesis and secretion[J]. Arq Bras Endocrinol Metabol, 2004, 48(1):40-52.
Effects of high intensive short-term military operations on fatigue and neuroendocrine
LIU Shang-jun1, LI Xin2, DOU Jing-tao3, LU Ju-ming31Department of Medical Psychology;2Clinic Department of Internal Medicine;3Department of Endocrinology Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China
LU Ju-ming. Email: lujuming301@126.com
ObjectiveTo investigate the features of the fatigue caused by high intensive short-term military operations and regulation changes of the nerves- endocrine- system.MethodsClinical data about 240 of fi cers who took high intensive short-term military operations for seven days, including the pituitary – adrenal hormone (ACTH, Cortisol, UFC), pituitary – gonadal hormone (LH, FSH, T, E2), pituitary – thyroid hormone (TSH, TT3, T3, TT4, T4), were detected and analyzed using Fatigue Assessment Scale.ResultsAfter the 7-day military operations, the subjects' feeling of unpleasurement in faigue scales signi fi cantly increased (1.47±0.44 vs 1.61±0.52, P<0.05), while the adrenal cortex function reduced (Cortisol from 336.97±105.23 nmol/L to 283.94±84.61 nmol/L, UFC from 426.39±162.35 nmol/24 h to 371.76±155.51 nmol/24 h), testosterone level reduced (T from 23.51±6.49 nmol/L to 18.89±5.89 nmol/L), and thyroid function increased (TT3 from 2.13±0.30 nmol/L to 2.72±2.26 nmol/L, FT4 from 13.45±1.45 pmol/L to 15.92±1.95 pmol/L, FT3 from 5.23±0.42 pmol/L to 5.61±0.58 pmol/L).ConclusionHigh intensive short-term operations can increase the feeling of fatigue and then seriously affect the psychology Neuro - endocrine system of the of fi cers.
fatigue; endocrine hormone; newly developed questionnaire for work relateted fatigue feeling
R 82
A
2095-5227(2014)12-1200-03
10.3969/j.issn.2095-5227.2014.12.006
時間:2014-08-13 09:23
http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3275.R.20140813.0923.001.html
2014-06-16
全軍“十一五”醫(yī)學科研基金項目(08G136)
Supported by the 11th Five Years Programs of Chinese PLA(08G136)
劉尚軍,男,碩士,副主任醫(yī)師,副主任。研究方向:醫(yī)學心理學。Email: liusj301@126.com
陸菊明。Email: lujuming301@126.com