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急性有氧运动对烟草依赖者甜味偏好及其脑机制的影响
作者: 刘宏恩 等 来源:第十三届全国体育科学大会论文摘要集发布时间:2024-02-01


研究目的:


烟草依赖,俗称“烟瘾”,是个体对烟草中成瘾物质的强迫性依赖,其主要特征是由烟草中主要成瘾物质尼古丁所引发的神经生物学变化,强迫吸烟者持续摄入尼古丁从而导致吸烟者对尼古丁的摄入控制失衡。目前吸烟已成为对社会影响日趋严重运动心理分会专题报告6814的公共卫生问题。越来越多的证据表明,烟草依赖对人体的危害不仅发生在呼吸系统、心血管系统以及血液循环系统,还会对中枢神经系统功能造成损伤,影响大脑的认知活动,长时间使用依赖性药物会使人体的大脑组织、结构和功能发生永久性衰变。大脑前额叶控制系统对于烟草依赖者的戒断至关重要,而前额叶皮层(prefrontal cortex, PFC)可以调节甜味喜好相关过程。烟草中的尼古丁会使人的甜味敏感性下降,影响烟草依赖者的甜味喜好。对吸烟者来说,运动被证明是尼古丁的一种有效替代强化物,运动对烟草依赖存在的积极效应已得到越来越多的研究证实,一定强度的有氧运动可以改善烟草依赖者吸烟渴求与认知、控制能力,但对甜味觉的影响尚不清楚,为此,本研究探讨了急性有氧运动对烟草依赖者甜味喜好及其 PFC 甜味觉相关脑区神经敏感性的影响,并通过脑功能连接来进一步解释运动前与运动后烟草依赖者接受不同甜味刺激时各脑区之间在神经生理活动上的网络连接相关性,为运动干预烟草戒断提供理论依据,以提出科学、合理的运动戒烟处方。


研究方法:


选取 60 名符合烟草依赖标准的被试,60 名被试随机分成中等强度运动组(65%~75% HRmax)、高强度运动组(75%~85% HRmax)以及安静对照组,每组20 人。采用 3(组别:中等强度运动组、高强度运动组、安静对照组)×2(测试时间:前测、后测)的混合实验设计,其中组别为被试间因素,测试时间以及甜味偏好为被试内因素,自变量为运动强度,因变量为烟草依赖者对不同甜味食物的显性偏好评分以及观看不同甜味食物图片时,PFC 氧合血红蛋白浓度变化以及 PFC 各脑区之前功能连接强度变化。要求运动组进行 30 分钟有氧运动,对照组在安静的房间里休息 30 分钟。每组被试在进行实验前以及完成运动干预或对照实验后即刻进行甜味偏好测试以及视觉食物线索范式,并在视觉食物线索任务进行同时使用功能性近红外光谱技术(Functional near infrared spectroscopy, fNIRS)测量 PFC 的氧合血红蛋白浓度以及 PFC 各脑区之间功能连接强度。此外,要求参与者在测试前 24h 内不进行剧烈运动或饮酒,在测试前两小时停止进食,并且禁止吸烟以及饮用含咖啡因的饮料。所有统计学分析均使用SPSS 26.0 进行,采用重复测量方差分析,确定运动干预对烟草依赖者甜味偏好评分、大脑前额叶皮层 HbO 浓度变化以及 ROI 之间功能连接强度的主效应及其交互作用,事后检验通过 Bonferroni 校正来确定存在显著差异的地方。如无特殊说明数值均以平均值±标准差(x ±SD)表示。ROI 间功能连接强度根据皮尔逊相关系数 r 来解释,0.05≤r<0.07专题报告运动心理分会6815定义为 ROI 之间具有中等相关性,0.07≤r<1 定义为 ROI 之间具有强相关性,若 r<0.05则认为相关性较弱或不相关。


研究结果:


(1)参与者对低甜味食物偏好评分存在显著的时间主效应(F(1,57)=7.662,P=0.008)和交互效应(F(2,57)=5.345,P=0.025),进一步简单效应分析后发现,在进行高强度运动干预后参与者对低脂甜食的偏好显著增加(F=14.220,P=0.000);(2)参与者在观看低脂食物图片时右侧眶额叶存在显著的交互效应(F(2,57)=4.220,P=0.020)和时间主效应(F(1,57)=8.134,P=0.006),进一步简单效应分析后发现,中等强度运动干预后给予参与者低甜味食物图片刺激时,右侧眶额叶平均氧合血红蛋白浓度显著上升(F=14.215,P=0.000);(3)参与者在观看低脂食物图片时右侧背外侧前额叶与左侧腹外侧前额叶之间存在显著的组别主效应(F(1,57)=4.964,P=0.001)和交互效应(F(2,57)=4.243, P=0.019),进一步简单效应分析后发现,中等强度运动干预后给予参与者低甜味食物图片刺激时右侧背外侧前额叶与左侧腹外侧前额叶之间功能连接强度变化显著增强(F=0.046,P=4.113)。


研究结论:


本研究证实急性有氧运动可以改变烟草依赖者的甜味觉喜好,尤其是对低甜味偏好的改善。此外,急性有氧运动还能有效提高烟草依赖者 PFC 味觉神经元的反应敏感性并且调节甜味觉信息在中枢神经系统中的传递与整合,这主要体现在中等强度有氧运动后右侧眶额叶对低甜味刺激的神经激活程度增强,以及中等强度有氧运动后右侧背外侧前额叶与左侧腹外侧前额叶之间功能连接相关性增强。这进一步说明急性有氧运动有利于短暂恢复烟草依赖者被药物损伤的甜味觉相关自然神经敏感性,有助于深入了解烟草依赖者甜味觉控制的神经机制,并为有氧运动恢复烟草依赖造成的大脑损伤提供训练基础。

参考文献:略

作者:刘宏恩 孙平汉 郭嘉文 张莹莹 许昭

单位:山东体育学院

来源:第十三届全国体育科学大会论文摘要集——专题报告(运动心理分会)



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