飛行途中禁食措施對時差反應緩解作用的實證研究

李晨麟　游旭群　周燦燦

摘要：目的：探究在跨時區飛行途中采取禁食措施是否能夠緩解時差反應。方法：采用單因素被試問實驗設計，結合睡眠質量調查問卷，對40z被試進行“禁食措施對時差反應的緩解作用”實證研究。結果：兩組被試雙眼閃光融合頻率測驗前測成績無顯著差異，而實驗組雙眼閃光融合頻率后測成績[分別為右眼（27.81±0.74）Hz，左眼（27.71±0.60）Hz]，顯著高于控制組雙眼閃光融合頻率后測成績[分別為右眼（26.97±0.50）Hz，左眼（26.74±0.61）Hz，P<0.01]。實驗組抵達當晚的睡眠質量因子總分[（1.90±1.95）分]顯著低于控制組[（11.00±2.10）分，P<0.01]。結論：飛行途中采取禁食措施有利于保持警覺性和改善抵達目的地當晚的睡眠質量。

關鍵詞：禁食措施 時差反應 警覺性水平 睡眠質量

一、問題提出

跨時區旅行導致的“時差綜合征”（俗稱時差反應）是指由于跨時區飛行導致的人體內部生理節律與外部作息時間出現不同步的現象，已被《精神障礙與診斷與統計手冊（第5版）》歸類為一種生理節律性疾患。時差綜合征的主要癥狀包括：睡眠障礙、白天嗜睡、警覺性降低、感官機能下降、認知活動受限、易疲勞、易怒、易焦慮、情緒低落以及腸胃功能紊亂等。時差綜合征的嚴重程度受很多因素的影響，外部因素包括：跨越時區的個數、飛行的方向、航班起飛時間，甚至還可能包括飛行時間在一年中所處的時節；影響時差綜合征嚴重程度的個體內部因素包括：年齡、時型（反映的是不同個體在一天中的某個時間，在生活節律等方面表現出的個體差異）、身體健康狀況等。隨著個體內部生理節律與外部時間逐步協調直至同步，個體的時差綜合征癥狀將得以緩解。

針對時差綜合征的影響因素和病理機制，有研究者通過實驗研究發現可以通過讓個體暴露在強光或其他特殊光線的照射下來緩解癥狀。個體暴露在100勒克斯光照下，生理節律能夠得到調整。相比與其他波長的光，藍綠光更能夠促使大腦降低褪黑激素的分泌，從而提升個體的警覺性，提高其工作效率。另有研究者的臨床研究發現，在恰當的時間服用適量的鎮定劑或興奮劑都能在一定程度上緩解由于跨時區飛行導致的時差綜合征。

但是，無論是鎮定劑還是興奮劑，都會因為其副作用，給人們帶來額外的身心負荷。同時，前面提及的含有藍綠色波長的光源尚未普及。基于此，本研究的目的之一是探索更加安全、健康、可行的緩解時差反應的措施。哈佛大學的帕特里克福勒教授曾經在動物試驗中發現了“生物鐘重置”的方法來降低時差反應。發現動物可以通過一種叫做“食物鐘”的機制來控制睡眠，食物鐘大部分時間處于靜止狀態。當個體在饑餓狀態下持續16小時后，食物鐘將被激活，重置生物鐘成為可能。由此福勒博士提出“哈佛倒時差禁食措施”。他假設，在跨時區飛行過程中，當個體在抵達目的地之前的12-18h內保持禁食狀態，食物鐘將會改變個體的睡眠模式，并迎來重新設置生物鐘的窗口。個體在抵達目的地解除禁食后并在第一個當地正常進餐時間進食，生物鐘將被重置，與當地時間吻合。目前尚未有以普通人群為被試的研究驗證福勒博士的假設。因此，本研究的目的之二是為“哈佛倒時差禁食措施”的假設提供實證研究的依據和支撐。

二、對象，材料與方法

1.研究對象

（1）樣本來源。所選航班的出發地和目的地分別為廣州和倫敦，兩地時差約8小時，起飛時間為北京時間上午7點20分，到達時間為北京時間當天晚上的10點30分；根據實驗要求，被試由40名血糖含量正常、每夜開始入睡時間相近的成年男性被試組成。根據閃光融合頻率前測成績匹配為實驗組和控制組。

（2）人組標準。航班需滿足：能引起明顯時差反應的長距離飛行；起降時間規避自然睡眠節律的因素；航班上年齡為18-35歲的乘客數量應占總人數的70%以上。被試需滿足：被試年齡應在18-35歲；每晚開始入睡時間在晚上11點-11點30分；空腹全血血糖為70～110毫克/分升；視力或矯正視力應為正常且沒有閃光融合臨界頻率測驗的經驗。

2.研究方法

（1）測評工具。警覺性水平測試采用閃光融合頻率測試儀（型號：DP/BD-II-118，0-100 Hz，準確度：0.1）；血糖水平檢測采用手表式血糖儀（型號：歐姆龍HGM-112）。抵達目的地第一晚的睡眠質量狀況量表采用在匹斯堡睡眠質量調查問卷的基礎上修訂的“睡眠質量狀況調查問卷”（-0.84）。根據匹斯堡睡眠質量指數調查問卷的評分標準，一共7個因子：主觀睡眠質量、睡眠潛伏期、睡眠持續性、習慣性睡眠效率、睡眠紊亂、使用催眠藥物、白天功能紊亂。累計各因子成分得分之和為“出國第一夜睡眠質量狀況調查”的總分，總分在0-14之間，得分越低，表示睡眠質量越好（“睡眠質量狀況調查問卷”詳見附錄）。

（2）評價指標。本實驗采用單因素被試間匹配設計。其中組間自變量為旅途中的飲食狀態（分為全程禁食和正常飲食兩個水平），其中全程禁食的操作定義為：在從航班起飛前的5個小時開始一直到抵達目的地期間不能攝入任何食物和含任何營養物質的飲品。因變量有兩個，分別為警覺性水平和抵達目的地第一晚的睡眠質量狀況，相應的因變量指標分別為閃光融合頻率測試成績和睡眠質量指數。其中，閃光融合頻率測試成績即被試通過調節旋鈕使得閃爍光點不再閃爍時（頻率遞增系列實驗）或者使不閃爍的光點開始閃爍時（頻率遞減系列實驗）的閃光融合臨界頻率的均值，均值越高，表示個體的警覺性水平越高。睡眠質量指數即為個體在匹斯堡睡眠質量調查問卷各個因子的總得分，總分越低，表示個體抵達目的地當晚的睡眠質量狀況越好。

3.測評程序

對全體被試進行閃光融合頻率前測，以前測成績為據將被試重新匹配，使得兩組被試成績不存在顯著差異。在接下來約16個小時的飛行時間內，實驗組的被試不得以任何形式進食，其他活動如飲水、睡眠、聽音樂等可以照常進行。控制組被試可以隨意飲食或從事其他活動。在抵達目的地之后，在機場首先對20名實驗組被試進行血糖值測試，以確定被試在飛行過程中保證全程禁食。若發現血糖值顯著高于前測數據的被試，取消其后測資格。隨后安排全體被試入住就餐。餐后休息大約15分鐘后，實驗組與控制組被試分別進行閃光融合頻率后測。endprint

抵達了目的地的次日傍晚，安排被試結合自己在抵達目的地當晚的睡眠狀況填寫匹斯堡睡眠質量指數調查問卷。

4.統計學處理

采用SPSS19.0進行統計分析：計量資料的組間比較采用獨立樣本t檢驗，計量資料的組內比較采用配對樣本t檢驗。

三、數據分析與討論

1.閃光融合臨界頻率前后測成績比較結果

（1）實驗組左右眼前后測成績比較。對實驗組被試左右眼閃光融合臨界頻率前后測成績進行配對樣本t檢驗的結果表明，實驗組左右眼閃光融合臨界頻率的后測均值高于前測均值，但未達到顯著水平（t右=-1.291，df=19，10右>0.05；t左=1.567，df=19，10左>0.05）。即實驗組被試在抵達新時區后，其警覺性水平與出發前的水平相當。

（2）控制組左右眼前后測成績比較。對控制組被試左右眼閃光融合臨界頻率前后測成績進行配對樣本t檢驗的結果表明，控制組左右眼閃光融合臨界頻率的后測值與前測值均呈現顯著差異（t右=5.171，df=19，p右<0.01；t左=3.943，df=19，p左<0.001）。這表明實驗組被試在抵達新時區后，其警覺性水平相比于出發地發生了顯著的降低。

2.實驗組、控制組左右眼前測成績與后測成績比較

兩組雙眼閃光融合頻率測驗前測成績的獨立樣本t檢驗結果表明，兩組雙眼前測成績無顯著差異（t右=0.284，df=19，p右=0.778；t左=-0.722，df=19，p左=0.475），即兩組的警覺性的基線水平相當；而兩組雙眼后測成績的獨立樣本t檢驗結果表明，兩組雙眼后測成績差異顯著（t右=3.769，df=19，p右<0.01；t左=2.487，df=19，p左<0.05），即在抵達目的地之后實驗組被試的警覺性水平顯著高于控制組，具體表現為，實驗組的警覺性后測成績與基線水平相當，而控制組相比于基線水平其警覺性發生了顯著的降低。這進一步說明了禁食措施這一實驗變量的有效性。

綜上所述，在跨時區飛行過程中采取全程禁食措施有利于被試保持較高的警覺性，即有助于被試最低限度地出現時差反應的相關癥狀，為此付出的代價就是自動地接受忍饑挨餓。相反，在跨時區飛行過程中不對進食過程加以禁止，會使被試在抵達目的地之后警覺性水平降低，被試會呈現出一系列時差反應的癥狀，這似乎就是對滿足飛行途中的“口腹之欲”必須要承擔的必然后果。

3.“抵達目的地第一夜”睡眠質量狀況調查

通過對兩組匹斯堡睡眠質量指數各因子得分以及因子總分進行獨立樣本t檢驗，結果表明：實驗組被試在主觀睡眠質量（t=10.006，df=38，p<0.001，這一維度采用反向計分，故t值為負）維度上的得分顯著低于控制組；睡眠潛伏期（t=-9.577，df=38，p<0.001，該維度采用反向計分，故t值為負，即實驗組從上床入睡所需時間顯著少于控制組）、睡眠持續性（t=-7.641，df=38，p<0.001該維度采用反向計分，故t值為負，即實驗組睡眠持續時間顯著長于控制組）、習慣性睡眠效率（t=10.677，df=38.083，p<0.001，該維度采用反向計分，故t值為負，即實驗組的睡眠效率顯著高于控制組）、睡眠紊亂狀況（t=8.324，df=38，p<0.001）、催眠藥物使用（t=2.990，df=38，p<0.01）、白天功能紊亂狀況（t=8.219，df=38，p<0.001）這七個因子上的得分以及最終的因子總分（t=-5.452，df=38，p<0.01）均顯著低于控制組，即實驗組在抵達目的地當晚的睡眠質量顯著優于控制組。

四、討論

1.禁食措施對警覺性水平和睡眠質量的影響

實驗組與控制組各組閃光融合臨界頻率前測值與后測值（雙眼）的配對樣本t檢驗——實驗組被試的左、右眼閃光融合臨界頻率后測值與前測值基本持平，差異不顯著，而控制組被試的左、右眼閃光融合臨界頻率后測值均顯著高于前測成績，差異顯著。這表明：跨時區飛行過程中的禁食措施有助于被試在抵達目的地之后保持較高的警覺性水平，而在跨時區飛行過程中自由進食，不利于被試在抵達目的地之后保持較高的警覺水平。這驗證了“哈佛禁食措施”的假設。

匹斯堡睡眠質量指數測試的7個維度的結果分析——實驗組被試“出國第一夜”的睡眠質量狀況優于控制組被試，跨時區飛行過程中的禁食措施還有利于人們在抵達目的地當晚保持良好的睡眠質量，更好地適應當地時間。

2.實踐意義與研究展望

拜民用航空事業的日益普及和現代社會物質文化的發展所賜，人們為了求學、探親、旅游、商務活動、學術會議、國際比賽等原因出行的機會越來越多。在這樣一個注重生活體驗的質量、注重活動效率的時代，這一切都使得跨時區長途旅行成為多數人日常生活歷程的一部分，隨之產生的時差反應也帶給人們的生理和心理上雙重的沖擊與困擾。因此，了解時差反應的相關癥狀以及生成原理，運用適當的措施緩解時差反應對我們日常工作生活的不良影響已經成為一個兼具理論價值和現實意義的問題。

本研究揭示的時差反應調整策略，可以為那些需要快速調節生物節律以適應在跨時區地域的生活作息，免受時差反應之苦的人提供一種科學而實用的參考選項。

第一，在長時間的跨時區旅行，特別是跨時區時差達到六小時以上的長途飛行中，可以選擇禁食措施從而重置生物鐘以調節睡眠模式，進而幫助我們在抵達目的地之后緩解睡眠紊亂、白天精力不足等時差反應癥狀。

第二，為了保證禁食措施的正常進行，可以選擇在飛行前適當攝入高熱量、卡路里豐富、高蛋白的食物以緩解饑餓感，例如，魚、肉、蛋、奶制品。這些食物可以幫您延長清醒的時間，滿足長時間飛行途中禁食的“自愿忍饑挨餓”的需要。

第三，在抵達目的地開始吃第一頓正餐時不要暴飲暴食，保證進食量與進食速度與平日相當，以免導致腸胃工作節律失調以及日后進餐規律失調。從第一天開始就盡量適應當地的作息時間。等太陽落山再上床睡覺。避免激烈的活動，讓身體有足夠的時間去適應新的生活規律。

另外，本研究的局限和不足之處在于：

首先，由于實驗條件和要求的限制，我們只選擇了男性青年、中年被試參加了本次實驗，因此本次實驗的結論可能難以推廣到女性群體、兒童、青少年、老年群體。因為，我們在設計實驗之初的擔心是：“16小時的飛行禁食”換來“生物鐘重置”的機會并不適合于所有人。這既有“長時間禁食可能引發低血糖反應以及由此衍生的其他問題”的生理局限的關切，也有“為了落地之后時差反應的減緩要以承受飛行途中忍受饑腸轆轆煎熬為代價”的心理毅力的考量。

其次，本研究中的“出國第一夜”睡眠質量狀況調查部分，由于目前相對權威睡眠質量狀況調查量表并未涉及跨時區旅行的情況，所以該調查所用的問卷只是在原有問卷的基礎上結合具體實驗情境進行適當修改制成的，僅具專家效度。

最后，實驗全程因為航班運行管理方面的局限，只是大致將被試做出了“自由進食”和“全程禁食”的座位區域劃分，被試之間比較熟悉，空乘服務人員和實驗助手也完全知曉實驗目的，因此，無法滿足“雙盲實驗”設計本可以避免的諸多心理干擾。endprint