水下航行對潛水員應激反應的影響

李 慈，方以群，馬 駿，姚 健，付國舉，顧秀良，唐云翔，孟 淼，陳海庭，繆巍巍

·論著·

水下航行對潛水員應激反應的影響

李 慈，方以群，馬 駿，姚 健，付國舉，顧秀良，唐云翔，孟 淼，陳海庭，繆巍巍

目的 探討水下航行對潛水員的應激和免疫功能的影響。方法 健康男性潛水員5名，在不同航速、不同深度、不同時間水下航行前后，應用美國國家航空航天局任務負荷指數量表評價其腦力負荷及緊張程度，應用放免法測定訓練前后唾液皮質醇和分泌型免疫球蛋白A(sIgA)濃度的變化。結果 5名參試人員的主觀心理負荷在訓練深度增加到20 m時達到最高值;唾液皮質醇濃度在首次訓練和深度增加到20 m時明顯增高(P＜0.05)，而sIgA水平在各組間未顯示明顯變化(P＞0.05)。結論 水下航行對潛水員的應激作用隨深度增加而明顯增強，反復訓練有助于人員應激水平恢復。

水下航行;應激;唾液皮質醇;NASA-TLX量表

潛水員在執行水下探摸等任務時可能需要在水下一定深度航行一段時間。由于航行速度、方向及航行深度的不斷變化，水下航行對人員的心理生理狀態產生極大應激，從而導致航行人員判斷失誤、發生事故。目前對水下航行人員的應激功能評價尚鮮見報道。本研究結合某所進行的水下航行訓練，通過檢測參試人員唾液應激激素水平和心理量表調查，從客觀和主觀角度評價參試人員的應激程度。

1 材料與方法

1.1 試驗對象 成年男性潛水員5名，身體健康;年齡(25.8±8.9)歲，體質量(65.8±9.7)kg，潛水工齡(7.0±8.7)年。

1.2 試驗方案 5名潛水員依次著干式潛水服，逐個進行水下航行。其中不同速度、不同時間(5～30 min)以及轉彎加減速等訓練均在3 m以淺，水下30 min為長時間航行。潛水員掌握技能后分別進行20 m、30 m水下航行，時間為5～10 min。

1.3 樣本及試劑 采集訓練前及每次訓練后30min內參試人員的唾液，5 438×g(4℃)離心10 min，取上清。采用放射免疫法檢測參試人員唾液中皮質醇、分泌型免疫球蛋白A(sIgA)濃度，試劑盒購自北京北方生物工程研究所和北京京原原子高科股份有限公司，檢測儀器為中佳GC1500型放免檢測儀。

1.4 調查問卷 采用改良的美國國家航空航天局任務負荷指數(National Aeronautics and Space Administration-task load index，NASA-TLX)腦力負荷自我評價量表。《NASA-TLX量表》是由美國航空航天局開發的多維腦力負荷評價量表［1］，涉及到6個負荷因素(維度)，即腦力需求、體力需求、時間需求、業績水平、努力程度和受挫程度，并用一條10分制的直線表示，直線分別以低、高字樣示標。調查對象根據自己所完成任務的實際情況，分別在代表各維度的直線上相應的位置標記，再將6個維度對總負荷的貢獻進行排序，確定該維度對總腦力負荷的權重。總腦力負荷值為6個緯度的加權平均值，分值越大，表示腦力負荷越大。同時緊張程度也用一條10分制的直線表示，標記方法同上。

1.5 統計學處理 實驗數據以均數±標準差(x± s)表示，采用SPSS 13.0版軟件，不同組間采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD法，以雙側P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 唾液應激激素水平在訓練前后的改變 與訓練前相比，唾液皮質醇濃度在不同航速、不同科目訓練后明顯增加(P＜0.05)，在航行深度加大時再次增高(P＜0.01)，并且維持在高位。唾液sIgA水平變化規律與皮質醇基本一致，但由于標準差較大，未顯示統計學差異。見表1。

2.2 潛水員進行水下航行訓練時的腦力負荷及緊張程度的主觀評價 由NASA-TLX量表結果可見，參試潛水員認為本次水下航行訓練中腦力勞動強度稍高于體力勞動強度;對自己的表現及主觀努力程度給予了很高的肯定評價(均值在6.3～8.5分)，失敗感均較低(均值在2分以下)。個人緊張程度隨訓練次數增加而降低，緊張程度與航速、轉彎、航行時間等關系不密切，而與訓練深度密切相關，深度達到20 m以上，緊張度都在3分以上;并且深度增加，緊張度評分增加。根據調查表計算出的腦力負荷總分值和緊張強度分值如圖1所示(10分為最高值)。

由圖1可見，腦力負荷分值在首次訓練和增加訓練深度(由3 m以淺增加到20 m)后較高;而參訓人員的緊張程度隨訓練次數增加而逐漸降低，在增加訓練深度時又迅速增高。

表1 水下航行參訓人員唾液中皮質醇和sIgA濃度(±s，n=5)

表1 水下航行參訓人員唾液中皮質醇和sIgA濃度(±s，n=5)

注:與訓練前1 d比較aP＜0.05;與訓練前30 min比較bP＜0.05，cP＜0.01。sIgA:分泌型免疫球蛋白A

檢測時間 訓練科目訓練特征深度(m)時間(min)皮質醇(μg/L) sIgA (mg/L) 6.20±3.01 1 d 4.66±1.48 5.72±3.34訓練前30min 4.25±0.75 3.77±1.94訓練第1天 不同航速 ＜3 5～10 6.02±1.33 4.48±3.06訓練第2天 轉彎加減速 ＜3 5～10 5.89±0.79b4.91±3.79訓練第3天 長時間航行 ＜3 30 3.75±1.27 2.56±0.84訓練第4天 水下航行 20 5～10 7.61±0.92ac3.77±3.23訓練第5天 水下航行 30 5～10 6.91±1.35b訓練前

圖1 水下航行參訓人員腦力負荷強度及緊張程度主觀評價

3 討論

各種應激源可通過影響個體的神經系統、內分泌系統而導致下丘腦—垂體—腎上腺皮質軸功能的激活，通過免疫系統而導致T、B淋巴細胞中DNA損傷并進而導致免疫功能下降，從而引起感染性疾病增多和心身疾病的發生［2］。皮質醇是應激誘導的HPA軸產生的主要糖皮質激素，由于唾液取樣方便，無創傷性，且唾液皮質醇濃度和血液中游離皮質醇濃度具有高度相關性，可以用于代表HPA軸活性，因此，近年來在應激研究中多采用唾液皮質醇代替血液皮質醇進行檢測［3］。研究發現，心理應激可造成唾液皮質醇濃度上升，sIgA濃度降低［4-5］。

文獻報道，唾液皮質醇濃度可作為應激反應的重要客觀指標［6-7］。本次試驗中，參試人員前兩天在淺深度(3 m以淺)進行水下航行技能訓練，包括不同速度、轉彎加減速等，唾液皮質醇水平比訓練前明顯增高，但這兩天之間沒有明顯差別。在第3天進行較長時間航行后，唾液皮質醇濃度反而降低到訓練前水平。以上結果說明，陌生技能造成參試人員一定程度的應激，但這種應激可通過反復訓練而消除;參試人員在掌握基本技能后，航行時間長短不能引起應激程度變化，即航行時間不是主要應激源。在第4天訓練深度提高到20 m后，參訓人員唾液皮質醇濃度急劇增高，不僅顯著高于訓練前，而且也高于第1、2天進行基本技能訓練時。在第5天進行水下30 m航行后，唾液皮質醇濃度與第4天相比略下降，但仍顯著高于訓練前，說明水下航行深度是主要應激源，反復訓練對其有一定的改善作用，但不能完全消除。

NASA-TLX量表是迄今使用最為廣泛的主觀心理負荷評估工具之一，不僅使用者接受程度最高，且被試間變異最小［8］。該量表能有效評估主觀心理負荷，具有較好的信效度，而且優于其它一些主觀評估工具。本次試驗中，參試人員的主觀心理負荷均較高，尤其在訓練深度增加到20～30 m時，心理負荷分值明顯增高，此時唾液中皮質醇濃度也明顯增高，二者變化趨勢大致相同，說明應激主要由腦力負荷增大引起。分析認為，水下航行時需要人員注意力高度集中，并且迅速對各種狀況做出正確的反應，這樣的工作負荷造成人員極大應激。而緊張程度主要與航行深度有關，深度增大，心理緊張度明顯增強，這種緊張可能主要由害怕、擔心、焦慮、恐懼等心理活動引起。本次訓練中唾液sIgA濃度變化不明顯，說明短期水下航行尚未引起機體免疫功能明顯變化。

綜上所述，水下航行由于高危險、高復雜、高技術性而給航行人員造成較大應激，這種應激與技能掌握的熟練程度和航行深度密切相關。反復訓練可使其應激程度降低，因此應重視積極開展潛水員水下航行的常規訓練，以規避較強應激引起的事故高發。

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Evaluation of stress reaction in divers during underwater navigation

LICi，FANG Yi-qun，MA Jun，YAO Jian，FU Guo-ju，GU Xiu-liang，TANG Yun-xiang，MENGMiao，CHEN Hai-ting，MIAOWei-wei

(Naval Medical Research Institute，Shanghai200433，China)

Objective To investigate the effects of underwater navigation on the stress reaction and immune function in divers.Methods Brain load and stress reaction of 5 male divers working with different speeds，at different depths and different times both before and after underwater navigation were evaluated by using National Aeronautics and Space Administration-Task Load Index Scale.Changes in the concentrations of salivary cortisol and secretory immunoglobulin A(sIgA)both before and after underwater training were detected by radio-immunoassay.Resu lts The subjective stress load experienced by the 5 divers reached peak value，when they came to the depth of 20 meters.The concentration of salivary cortisol during the firstunderwater training and at the depth of20 m was increased significantly(P＜0.05)，however，no significant changes in the concentration of sIgA could be noted between different groups(P＞0.05).Conc lusion Stress reaction experienced by divers during underwater navigation increased with the increase in depth，but repeated training was beneficial to the recovery of stress reaction.

Underwater navigation;Stress reaction;Salivary cortisol;NASA-Task Load Index

R842

A

10.3969/j.issn.1009-0754.2014.05.001

2013-08-29)

(本文編輯:林永麗)

海軍裝備部科研課題(09A101);海軍后勤部科研課題(AHJ10L001)

200433 上海，海軍醫學研究所(李慈、方以群、馬駿、姚健、付國舉、顧秀良、孟淼、陳海庭、繆巍巍);第二軍醫大學(唐云翔)

方以群，電子信箱:yqfang126@gmail.com