Summary
الغرض من هذه الورقة هو تحديد التغيرات في مستويات الإجهاد بعد الزيارة إلى ثلاثة إعدادات مختلفة ووصف الأساليب المستخدمة في تحديد مستويات الإجهاد على أساس مقاييس الكورتيزول اللعابي، α-amylase، وتقرير ذاتي النفسي الصك.
Abstract
وقد تم ربط زيارة البيئات الطبيعية بالحد من الإجهاد النفسي. على الرغم من أن معظم البحوث المتعلقة بالإجهاد اعتمدت على أشكال التقرير الذاتي، فإن عددا متزايدا من الدراسات يتضمن الآن الهرمونات والمحفزات البيولوجية المتصلة بالإجهاد، مثل الكورتيزول وα-amylase، لقياس مستويات الإجهاد. يعرض هنا بروتوكول لدراسة الآثار على مستويات الإجهاد البيوفيزيائي والنفسي بعد زيارة إلى ثلاثة مواقع مختلفة مع مستويات مختلفة من الطبيعة. وتقاس مستويات الإجهاد النفسي البيوفيزيائية والمبلغ عنها ذاتيا فور دخول المواقع المختارة وقبل مغادرة الزوار للموقع مباشرة. باستخدام طريقة "سال لعابه"، يتكون المقياس البيوفيزيائي من عينات 1-2 مل من اللعاب التي تقدمها مواضيع الدراسة عند الدخول إلى واحد من ثلاثة مواقع الدراسة. كما هو منصوص عليه في الأدب الموجود، يتم جمع اللعاب في غضون 45 دقيقة من الإطار الزمني بعد نهاية مشاركة الزائر في الموقع. بعد جمع اللعاب، يتم تسمية العينات ونقلها إلى مختبر بيولوجي. الكورتيزول هو المتغير البيوفيزيائي للاهتمام في هذه الدراسة وتقاس باستخدام عملية ELISA مع قارئ لوحة TECAN. لقياس الإجهاد المبلغ عنه ذاتياً، فإن استبيان الإجهاد المتصور (PSQ)، الذي يبلغ عن مستويات القلق والتوتر والفرح والمطالب المتصورة. ويتم جمع البيانات في جميع المواقع الثلاثة في وقت متأخر من بعد الظهر وحتى وقت مبكر من المساء. وعند مقارنتها في جميع البيئات الثلاثة، فإن مستويات الإجهاد، التي تقاس بالعلامات البيولوجية والتقارير الذاتية على حد سواء، أقل بكثير بعد الزيارة إلى البيئة الأكثر طبيعية.
Introduction
وقد تم ربط مستويات الإجهاد المرتفعة منذ فترة طويلة إلى العديد منالظروف الصحية الخطيرة مثل أمراض القلب والسمنة والاضطرابات النفسية 1،2،3. وتشير مجموعة متزايدة من البحوث إلى أن القرب من البيئات الطبيعية أو زيارتها إلى البيئات الطبيعية مثل الحديقة والمناظر الطبيعية غير المتقدمة يمكن أن يكون لها تأثير ملحوظ على الرفاه النفسي وانخفاض مستويات الإجهاد1،4، 5،6،7،8،9،10. وقد شملت تفسيرات لآثار البيئات الطبيعية ومستويات الإجهاد ما يلي: (1) البيئات الطبيعية توفر أماكن للنشاط البدني8و11 و (2) زوار البيئات الطبيعية لديهم القدرة على التركيز على المزيد من العمليات الفكر غير المهمة، مما يؤدي إلى انخفاض في التعب الانتباه12. لتحديد آثار الطبيعة على الحد من الإجهاد، وتستخدم هذه الدراسة تقرير ذاتي من الإجهاد النفسي (PSQ) واثنين من المؤشرات الحيوية القائمة على اللعاب، الكورتيزول وα-amylase، بعد زيارة إلى ثلاثة مواقع ترفيهية مختلفة. وتختلف هذه المواقع بين مستويات "الطبيعة" وتشمل بيئة من نوع البرية، وحديقة البلدية، ومرافق اللياقة البدنية والترفيه المحلية.
تهدف هذه الدراسة إلى معالجة الأسئلةالبحثية التالية: (RQ 1) هل هناك اختلافات في مستويات الإجهاد البيوفيزيائي تقاس بالكورتيزول اللعابي وα-amylase عند مقارنتها عبر جميع المواقع الثلاثة (أي الطبيعية، شبه الطبيعية، بنيت)؟ (RQ2) هل هناك اختلافات في مستويات الإجهاد النفسي تقاس بـ PSQ (تتجلى في أربعة منشآت: المطالب، والمخاوف، والتوتر، والفرح) عند مقارنتها عبر جميع المواقع الثلاثة (أي الطبيعية، شبه الطبيعية، التي بنيت)؟
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
وتتبع هذه الدراسة السياسات والمبادئ التوجيهية لبرنامج حماية البحوث البشرية التابع لمجلس الاستعراض المؤسسي لجامعة إنديانا.
1. اختيار الموقع
- حدد عدد المواقع (n) استنادًا إلى مستويات مختلفة من الطبيعة.
ملاحظة: اخترنا ثلاثة مواقع لعملنا. وباستخدام سلسلة متصلة تستند إلى مستويات "الطبيعة"، اعتُبر الموقع ألف الأكثر طبيعية ويتألف من حوالي 200 1 فدان من التلال المشجرة المتاخمة لبحيرة ويقع داخل غابة نفضية. وتشمل الأنشطة الأكثر شيوعا المشي ومشاهدة الحياة البرية. كان الموقع B حديقة بلدية بمساحة 33 فدانًا تضم مسارات للمشي وأماكن للتجمعات وملاعب ومساحة ميدانية مفتوحة للأنشطة الترفيهية السببية. وكان الموقع جيم مرفقاً حضرياً داخلياً لممارسة التمارين الرياضية مع أدنى مستوى من الطبيعة. والمواقع الثلاثة جميعها قريبة نسبيا من مدينة متوسطة الحجم (يقدر عدد سكانها بـ 000 46 نسمة) في وسط غرب الولايات المتحدة.
2- فرز المشاركين وإعدادهم
- استكمال توظيف المشاركين قبل مشاركة الأشخاص في التجارب الترفيهية.
ملاحظة: بالنسبة للمواقع A و B، اقترب الباحث من المواضيع في موقف السيارات من مدخل الحديقة. وبالنسبة للموقع جيم، تم الاتصال بالمواضيع في مكتب الاستقبال في مرفق التمارين الداخلية. وللتحكم في الاختلافات في نوع النشاط، كانت المواضيع التي تم تعيينها لكل من الموقعين ألف وباء تتنزه في الغالب، في حين أن النشاط الأساسي بالنسبة للموقع جيم كان يعمل أو يسير على المسار الداخلي. - أثناء التوظيف، تذكير المواضيع للامتثال للمبادئ التوجيهية المتعلقة بجمع عينات الكورتيزول اللعابي. يجب أن لا تأكل أو تشرب 10 دقائق قبل تقديم عينات اللعاب.
ملاحظة: تجدر الإشارة إلى أنه في هذه الحالة، لم يتم تطبيع عينات اللعاب لحجم أو تخفيف (تركيز) - أي ما إذا كان المشاركون رطبين بشكل كاف و/أو لم تغير الترطيب بين مجموعات العينات. - إعطاء أربطة الذراع الحمراء (أو ما يعادلها من الملابس الملحوظة) لكل مشارك للسماح بتحديد الهوية بسهولة عند الظهور في نهاية ارتباطاتهم.
- تعيين تخصيص وقت 30-40 دقيقة بحيث تنفق جميع المواضيع عبر المواقع الثلاثة قدرا مماثلا من الوقت في كل موقع. استبعاد الأشخاص الذين يقضون وقتًا أطول أو أقل بكثير من باقي العينة.
- الحفاظ على نوع النشاط المتناسق.
ملاحظة: في هذه الحالة، كان النشاط "المتوسط" المشي أو المشي لمسافات طويلة. واستُبعدت من العينة الأشخاص الذين شاركوا في أنشطة تختلف اختلافاً كبيراً عن المشي أو المشي لمسافات طويلة. على سبيل المثال، لم يتم تضمين الأشخاص الذين كانوا يصطادون، أو تنزهم، أو رفع الأثقال في العينات المعنية.
3. الظروف والتصميم التجريبي
- استخدام تصميم شبه تجريبي قبل الاختبار/ما بعد الاختبار.
- بعد تحديد المواضيع وعند موافقتها على المشاركة، اطلب من كل موضوع قراءة وتوقيع استمارة IRB تشرح الطبيعة الطوعية للدراسة والغرض منها وإجراءاتها.
- بعد هذه العملية، إعطاء المواضيع قطعة من الملابس (على سبيل المثال، حزام الذراع الأحمر) لتحديد في المستقبل والحصول على التدابير الفسيولوجية والنفسية لمستويات الإجهاد (أي PSQ، 1-2 مل من اللعاب الذي يبصق أو سالل بالله في أنبوب اختبار). جمع عينات من وقت متأخر من بعد الظهر إلى وقت مبكر من المساء.
ملاحظة: تم جمع هذه البيانات من قبل الباحثين على حد سواء 1) قبل دخول المواضيع إلى الموقع و 2) مباشرة عند إنهاء زيارة الموقع.
4. عينات اللعاب
- لتجنب تخفيف العينة، اطلب من الأشخاص عدم تناول الطعام أو الشراب أو شطف الأفواه 10 دقائق قبل تقديم عينات اللعاب.
- اطلب من الأشخاص توفير عينات لعاب 1-2 مل (باستثناء الرغوة) قبل التجربة الترفيهية مباشرة وبعد الانتهاء من التجربة مباشرة.
- جمع عينات اللعاب باستخدام طريقة سال لعابه السلبي:
- توفير المواضيع مع 2 في البلاستيك شرب القش لشال لعابه في 2 مل cryovial (انظر جدولالمواد).
- إرشاد المواضيع للسماح للعاب لتجميع في أفواههم، ثم سال لعابه أسفل القش وإلى التبريد. وفقا لجمع اللعاب والمشورة مناولة (2011)، 1 مل (باستثناء رغوة) كافية لمعظم الاختبارات.
- عينات من الملصقات مع رقم معرّف مكون من 3 أرقام (أي 001) وحرف يشير إلى توقيت جمع البيانات (أي يمثل A الاختبار المسبق، يمثل B ما بعد الاختبار؛ حيث يمثل 001A عينة اللعاب التي يقدمها المشارك 001 قبل إجراء الاختبار تجربة ترفيهية).
- بعد جمع العينة ووصفت, ثم ينبغي تخزينها المجمدة مؤقتاً في مربع رغوة الستيرويد الكامل من الجليد الجاف لمدة لا تزيد عن 2 ح.
- نقل العينات التي تحمل علامة إلى مختبر وتخزينها في -80 درجة مئوية حتى تحليلها.
5. القياس الكمي α-amylase
ملاحظة: في هذا التبّع، فإن α-amylase hydrolyzes 2-chloro-p-nitrophenyl-α-D-maltotrioside to 2-chloro-nitrophenol وأشكال الجلوكوز، 2-كلورو-ف-نيتروفينل-α-D-مالتوزيد، مالتوتريو، الجلوكوز. يتم رصد رد الفعل عند امتصاص 405 نانومتر، والذي يتوافق مع نشاط α-amylase في العينة. يوضح هذا التبّاق الخطيّة بين 0 و2000 U/L.
-
المواد
- استخدام مجموعة كاشف الأييليز السائل (انظر جدولالمواد) لتحديد كمية α-amylase في عينات اللعاب. يتم توفير جميع الكواشف كسوائل جاهزة للاستخدام وتخزينها عند درجة حرارة تمنأى عند درجة حرارة تمنة.
- استخدام قارئ متعدد الوضع (انظر جدولالمواد) قادرة على قراءة كثافة بصرية في 405 نانومتر مع درجة حرارة تسيطر عليها إلى 37 درجة مئوية أثناء الفحص.
-
تحليل
- إذابة العينات على الجليد قبل التحليل.
- تمييع العينات 1:10 مع 1X PBS (10 ميكرولتر من اللعاب + 90 ميكرولتر من PBS).
- تحليل كل عينة في مكررة.
- معادلة كاشف المعمي إلى 20-25 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة على الأقل.
- إضافة 0.1 مل من كاشف أميليز إلى لوحة صغيرة 96 جيدا لكل عينة.
- قبل احتضان ميكروبليت في 37 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 5 دقائق.
- إضافة 2.5 ميكرولتر من العينة إلى كاشف الأناليس.
- خذ قراءة أولية بعد 60 s.
- مواصلة القراءات كل 60 ق لمدة 2 دقيقة إضافية.
- حساب متوسط الفرق امتصاص في الدقيقة الواحدة(ΔAbs /دقيقة).
-
حساب
- لحساب نشاط الأناليز، استخدم الصيغة التالية:
حيث ΔAbs/min = التغيرات في الفرق الامتصاص في الدقيقة الواحدة؛ TV = إجمالي حجم التقييم (0.1025 مل)؛ * 1000 = تحويل U / مل إلى U / L؛ MMA = امتصاص المليمول من 2-الكلورو-ف-نيتروفينول = 12.9؛ SV = حجم العينة (0.0025 مل)؛ وLP = مسار الضوء (1 سم). استبدال يعطي:
لذلك، اضرب ΔAbs/min بمقدار 3178x عامل التخفيف (10) للحصول على amylase في U/L. - بالنسبة للعينات التي تزيد عن 2000 U/L (خطية الفحص) تضعف أكثر (على الأقل 2x باستخدام PBS) وإعادة التبيّن، ثم اضرب نتيجة α-amylase بعامل التخفيف الإضافي.
- لحساب نشاط الأناليز، استخدم الصيغة التالية:
6. القياس الكمي للكورتيزون
ملاحظة: في هذا الاختبار، يتم قياس الكورتيزول المجاني في اللعاب باستخدام منحنى قياسي الكورتيزول. يتم إضافة المعايير والعينات المخففة إلى لوحة ميكروتيدر التي هي مغلفة مسبقا مع الأجسام المضادة. يتم إضافة متقارن الكورتيزول بيروكسيداز إلى الآبار، تليها إضافة جسم مضاد أحادي النسيلة إلى الكورتيزول. كمية الكورتيزول / بيروكسيداز ربط المتقارن يقلل مع زيادة تركيز الكورتيزول في العينة.
-
المواد
- استخدم مجموعة مناعية إنزيم الكورتيزول (انظر جدولالمواد) لتحديد كمية الكورتيزول في عينات اللعاب. يتم تضمين جميع الكواشف اللازمة لإجراء هذا التوكيلات. يتم تخزين كافة مكونات المجموعة عند درجة حرارة 0-4 درجة مئوية قبل الوصول إلى تاريخ انتهاء الصلاحية.
- استخدام مقياس الطيف الضوئي قادرة على قراءة كثافة بصرية (OD) في 450 نانومتر (انظر جدولالمواد)، فضلا عن البرمجيات القادرة على استخدام تسجيلات OD من قارئ لوحة لأداء أربعة معلمة منحنى اللوجستية (4 PLC) المناسب.
-
إعداد الكاشف
- السماح لجميع الكواشف لequilibrate إلى 20-25 درجة مئوية لمدة لا تقل عن 30 دقيقة.
- تخفيف العازلة تسرب الكورتيزول 1:5 باستخدام الماء منزوع الأيونات.
- تمييع العازلة غسل 1:20 باستخدام الماء منزوع الأيونات.
ملاحظة: المخازن المؤقتة للتخزين والتخزين المؤقت للغسيل مستقرة لمدة 3 أشهر عند تخزينها عند 0-4 درجة مئوية.
-
إعداد العينات
- إذابة العينات على الجليد قبل التحليل.
- تمييع العينات 1:10 مع عازل اختبار الكورتيزول (20 ميكرولتر من اللعاب + 180 ميكرولتر من المخزن المؤقت) واستخدامها في غضون 2 ساعة من التحضير.
-
إعداد المعايير
- تسمية أنابيب اختبار الزجاج #1 #7.
- Pipet 225 μL من مخزن العازلة في أنبوب #1 و 125 ميكرولتر من العازلة في أنابيب #2 #7.
- إضافة 25 درجة مئوية من محلول مخزون الكورتيزول إلى أنبوب #1 ودوامة.
- إزالة 125 درجة مئوية من العازلة من أنبوب #1 وإضافته إلى أنبوب #2، ثم دوامة.
- كرر التخفيفات التسلسلية للأنابيب #3 #7.
ملاحظة: ترد تركيزات الكورتيزول النهائية لكل معيار في الجدول 1. - يجب استخدام المعايير في غضون 2 ساعة من الإعداد.
| القياسيه | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 | #7 |
| حجم المخزن المؤقت للتخزين (ميكرولتر) | 225 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 |
| الاضافه الي ذلك | مؤشر ستوك ستد | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 |
| حجم الإضافة (μL) | 25 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 |
| التركيز النهائي (pg/mL) | 3200 | 1600 | 800 | 400 | 200 | 100 | 50 |
الجدول 1: جدول إعداد المنحنى القياسي.
-
تحليل
- استخدم تخطيط اللوحة أدناه في الشكل 1 كدليل لإعداد اللوحة الدقيقة.
- من المستحسن استخدام ماصة متعددة القنوات لإضافة الكواشف.
- إضافة 50 درجة مئوية من العينات أو المعايير في العدد المناسب من الآبار في لوحة. يجب تشغيل العينات والمعايير في تكرار.
- إضافة مخزن مؤقت للتخزين (75 درجة مئوية) إلى آبار الربط غير المحددة (NSB).
- إضافة مخزن العازلة للتدقيق (50 درجة مئوية) في آبار الربط القصوى (B0) والآبار القياسية الصفرية (الفارغة).
- إضافة 25 درجة مئوية من متقارن الكورتيزول إلى كل بئر.
- إضافة 25 درجة مئوية من الأجسام المضادة الكورتيزول إلى كل بئر، باستثناء الآبار NSB.
- اضغط برفق على جانب اللوحة لخلط الكواشف.
- يُغطّى بالسدادة المطليّة ويُرجّ في درجة حرارة الغرفة (RT) عند درجة حرارة 20-25 درجة مئوية لمدّة ساعة واحدة.
- إزالة محتويات البئر وشطف كل بئر 4X مع العازلة غسل (300 ميكرولتر). اضغط على لوحة لتجف على المناشف ماصة بين الشهي.
- إضافة الركيزة TMB إلى كل بئر (100 درجة مئوية).
- احتضان لوحة في 20-25 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة دون هز.
- إضافة وقف الحل لكل بئر (50 درجة مئوية).
- قراءة الكثافة البصرية في كل بئر من ميكروبليت في 450 نانومتر.
- متوسط الكثافات البصرية لكل معيار، ثم عينة وطرح متوسط الكثافة البصرية لآبار NSB.
- حساب النسبة المئوية المنضمة (B/B0) لكافة العينات باستخدام عناصر تحكم الربط القصوى (B0).
- إنشاء منحنى قياسي باستخدام برنامج قادر على تركيب منحنى الانحدار اللوجستي بأربع معلمات، محسوبمن منحنى %B/B0.
- مضاعفة النتيجة بعامل التخفيف (10) للحصول على قيم الكورتيزول في pg/mL.
- وينبغي زيادة تخفيف العينات ذات الكثافات البصرية التي تقع فوق أعلى مستوى مع مخزن الفحص المؤقت وإعادة الفحص، ثم ينبغي أن تتضاعف النتيجة بعامل التخفيف الإضافي.
الشكل 1 مثال تخطيط اللوحة. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
7. القياس النفسي (استبيان الإجهاد المتصور)
- قياس المستويات النفسية للمواضيع باستخدام PSQ التي نشرتها Fliege وآخرون13، والتي تشمل أربعة عوامل (القلق، والتوتر، والتوتر، والفرح) ويستخدم 20 البنود.
- اطلب من الموضوع ملء PSQ قبل تجربتهم الترفيهية مباشرة وبعد الانتهاء من التجربة مباشرة.
- استبيانات الوسم مع رقم معرف مكون من 3 أرقام مطابق لمستوى الإجهاد الفسيولوجي الحيوي لكل موضوع.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
وصف العينة
وباستخدام تقنية أخذ عينات من الحصص، وظفت هذه الدراسة 35 زائرا من كل موقع من المواقع الثلاثة. وإجمالا، تم تعيين 105 مواضيع في هذه الدراسة، من بينهم 63 من الذكور و 42 من الإناث. وبلغ متوسط أعمار الزوار المعينين من ثلاثة مواقع مختلفة 25.9 سنة (الموقع ألف)، و 37.2 سنة (الموقع باء)، و 28.8 سنة (الموقع جيم). كما سُجلت ترددات زيارات الأشخاص إلى المواقع الثلاثة المختارة. بالنسبة للموقع ألف والموقع C، زار معظم المواضيع هذا الموقع مرة إلى ثلاث مرات في الأسبوع. وبالنسبة للمواضيع الموجودة في الموقع باء، تم تقسيم تواتر زيارتهم بالتساوي بين مرة واحدة وثلاث مرات في الأسبوع وأكثر من ثلاث مرات في الأسبوع.
مؤشرات الإجهاد البيوفيزيائي والنفسي. تم استخدام القياسات البيوفيزيائية للكورتيزون وα-مستويات الأيمي - لتحديد التغيرات في مستويات الإجهاد الفسيولوجي. تم تحديد التغيرات في الإجهاد النفسي من خلال أداة PSQ.
آثار زيارة الموقع الترفيهية على مستويات الكورتيزول ومستويات α-amylase
السؤال البحثي الأول طرح إذا كان سيكون هناك فرق في مستويات الكورتيزول وα-amylase كدالة لنوع الموقع (على سبيل المثال، مستوى الطبيعة). وأدى اختبار عينة ثنائية إلىانخفاض كبير في الكورتيزول اللعابي بعد زيارة الموقع ألف (الإعداد الطبيعي) [t31 = 3.26, p < .01, انظر الشكل2]. ولم تلاحظ أي تغييرات كبيرة في مستويات الكورتيزول في الموقعين باء وجيم. عند مقارنة التغيرات في المواضيع في مستويات الكورتيزول في جميع المواقع الثلاثة، أشارت نتائج اختبار ANOVA إلى أن مواقع مختلفة (مستويات الطبيعة) لم يكن لها تأثير كبير عموما على التغيرات في المواضيع في مستويات الكورتيزول [F(2,95 ) = 1.86، p = 0.16] مع أحجام تأثير صغيرة (0.01-0.04).
أدى قياس التغيرات في مستويات الإجهاد (قبل/بعد الزيارة) باستخدام مستويات α-amylase إلى نتائج مختلطة بين مواقع الدراسة الثلاثة. بعد استخدام نموذج المقترنة t-الاختبارات تشير إلى زيادات كبيرة في مستويات α-amylase بعد زيارة الموقع C [t34 = 2.79, p < .01. ولم تلاحظ الاختلافات الإحصائية بعد زيارة الموقعين ألف أو الموقع باء (انظر الشكل3). وأشار التحليل الذي استخدم تقنيات ANOVA إلى أن الأثر الرئيسي للموقع مع مواقع مختلفة كان له تأثير كبير على التغيرات في المواضيع في مستويات α-amylase [F(2,101)= 3.36, p < 0.05]. باستخدام تحليل Scheffe بعد الدقة، كانت مستويات α-amylase أعلى بكثير بعد زيارة الموقع C بالمقارنة مع الموقع B. وكان هناك نقص في الاختلافات الكبيرة على مستويات α-amylase عند مقارنة الزوار إلى الموقع ألف والموقع باء، أو بين الموقع ألف والموقع C. تم العثور على أحجام تأثير (0.03-0.01) وتقرر أن تكون صغيرة.
آثار زيارة الموقع الترفيهي على مستويات الإجهاد النفسي
وقد تم تطبيق اختبارات t عينة المقترنة لمقارنة ما قبل وبعد زيارة مستويات الإجهاد النفسي بين المواقع الثلاثة، على التوالي. وكما هو مبين في الشكلين 4 و5، لوحظت، بعد زيارة المواقع الثلاثة، انخفاضات كبيرة في عوامل المطالب والقلق (p < 0.01). لم تلاحظ أي تغييرات كبيرة في هذا العامل، والتوتر، في أي من المواقع الثلاثة. (انظر الشكل6). تم الإبلاغ عن زيادات كبيرة في الموقعين A و الموقع B لهذا العامل، الفرح. ولم يلاحظ أي تغيير كبير بالنسبة لزوار الموقع جيم (انظر الشكل7).
لتحديد ما إذا كان أي من الموقع الثلاثة هو أكثر فعالية في الحد من مستويات المواضيع من الإجهاد النفسي، ونتيجة اختبارات ANOVA أشارت إلى اختلافات كبيرة بين المواقع الثلاثة (p < 0.01) مع تحليل ما بعد مخصص باستخدام طريقة شيف، والإبلاغ عن زيادات كبيرة في مستويات الفرح بعد زيارة الموقع A، مقارنة مع الزوار الذين يزورون الموقعين B و الموقع C. لم يتم العثور على أي اختلافات في التغيرات في مستويات المطالب، والمخاوف،والتوتر (ص = 0.27) عبر ثلاثة مواقع.
وباختصار، أبلغ زوار الموقع ألف (الأكثر طبيعية) عن انخفاض كبير في مستويات الكورتيزول. مما يشير إلى انخفاض في مستويات الإجهاد البيولوجي. وبالإضافة إلى ذلك، وكما تقاس بـ PSQ، لوحظ انخفاض كبير في العوامل النفسية للمطالب والمخاوف،وزيادة كبيرة في مستوى الفرح في زوار الموقع أ. زوار الموقع B (شبه طبيعي) ذكرت انخفاض في مستويات المطالب والمخاوف، وزيادة مستوى الفرح. جيم (البيئة المبنية) تم الإبلاغ عن انخفاضين في مستوى الطلب والمخاوف. ومن المثير للاهتمام أن مستويات α-amylase زادت بشكل ملحوظ بعد الزيارة إلى الموقع C. وهناك ما يبرر إجراء مزيد من البحوث لدراسة تأثير العوامل المحتملة، مثل نشاط محدد أو محيط اجتماعي، ولا سيما على العامل الحفاز، α-amylase.
الشكل 2 التغيرات في مستويات الكورتيزول بعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة. ويبين هذا الرقم مستويات الكورتيزول للأشخاص الذين تم قياسهم قبل وبعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة تمثل مستويات مختلفة من الطبيعة: المواقع ألف وباء وجيم. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 3 التغيرات في مستويات الأناليس بعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة. ويبين هذا الرقم أن مستويات الأناليز التي تقاس قبل وبعد زيارة المواقع ألف وباء وجيم، تُقدَّم البيانات على أنها متوسط ± SD في مقياس اللولب الطبيعي. الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الشكل 4 التغيرات في المستويات المتصورة من الطلبات بعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة. ويبين هذا الرقم انخفاض مستويات الطلبات على الأشخاص بعد زيارة المواقع ألف وباء وجيم.
الشكل 5 التغيرات في المستويات المتصورة من المخاوف بعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة. ويبين هذا الرقم انخفاض مستويات قلق الأشخاص بعد زيارة المواقع ألف وباء وجيم.
الشكل 6 التغيرات في مستويات التوتر المتصورة بعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة. ويبين هذا الرقم انخفاض مستويات التوتر للممواضيع بعد زيارة المواقع ألف وباء وجيم.
الشكل 7 التغيرات في مستويات الفرح المتصورة بعد زيارة ثلاثة مواقع مختلفة. ويبين هذا الرقم أن مستويات أفراح الأشخاص قد ازدادت بعد زيارة المواقع ألف وباء وجيم.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
والهدف من هذه الدراسة هو تحديد التغيرات المحتملة في الإجهاد باستخدام الأدوات البيوفيزيائية والنفسية بعد الزيارة الترفيهية إلى ثلاثة أماكن مختلفة مع مستويات مختلفة من الطبيعة. وقد ثبت كل من الكورتيزول وα-amylase لتكون مؤشرات موثوق بها لمستويات الإجهاد النفسي. وقد تم تكييف إجراء دراسة الأناليس الموصوفة في هذه الدراسة إلى شكل 96 جيدا. عندما تكون مستويات الأناليز في اللعاب مرتفعة ، تحدث تغيرات الامتصاص بسرعة. ولذلك، فمن الأهمية بمكان الحد من عدد العينات التي تم تحليلها في وقت واحد، حيث أن عدد العينات التي يمكن تحليلها في وقت واحد محدود بمدى سرعة 2.5 ميكرولتر من العينة يمكن إضافتها إلى كل بئر. في هذه الدراسة، تم قياس مستويات الأيمليز في عمود واحد (ثمانية ردود فعل) في وقت معين. ويشارك نظامان رئيسيان في الاستجابة للإجهاد، بما في ذلك محور تحت المهاد- الغدة النخامية - الأدريكورتيك (HPA) ونظام التعاطف- الأدرينيوميدالاري (SAM). وقد ذكرت كيرشباوم وهيلهامر14 أن قياسات الكورتيزول اللعابي ترتبط ارتباطا وثيقا مع مستويات الكورتيزول المصل وتنطوي على مضاعفات أقل فرط الإجهاد المرتبطة تقنيات أخذ عينات الدم. ألفا-أميليز هو إنزيم اللعاب الرئيسي المرتبط عادة مع المحفزات المتعاطفة (SAM)15 ويعتبر أداة قياس مفيدة لتقييم نظام SAM16.
في حين أن كلا من التدابير البيوفيزيائية والنفسية فعالة في الكشف عن التغيرات في مستويات الإجهاد، وهناك العديد من القضايا الموجودة في هذه الدراسة. أولا، كان هناك تناقض بين نتائج قياس الكورتيزول وα-amylase، مع الاختلافات التي لوحظت في مواقع مختلفة. وأفاد ناتر وآخرون17 بأنه لا يوجد دليل يذكر على ما إذا كان جهاز الصحة في الولايات المتحدة (الكورتيزول) أو SAM (amylase) سائداً أثناء الإجهاد النفسي. وقدم تاكاي وآخرون18أحد التفسيرات المحتملة، واقترحوا أن العملية التي تدخل بها الأناليز والكورتيزول إلى مجرى الدم مع الكورتيزول، مما يشير إلى أن هناك نظاماً أكثر تعقيداً وطولاً قيد التشغيل.
تفسير آخر للنتائج ينطوي على مستوى وطبيعة الإجهاد17. وتشير النتائج إلى أن المستويات الحادة من الإجهاد تؤدي إلى زيادة الارتباط بين الكورتيزول وα-amylase، ومستويات أكثر اعتدالا من الإجهاد يؤدي إلى مزيد من التفكك. في هذه الدراسة، يعتبر الإجهاد الذي يعاني منه أثناء المشاركة الترفيهية معتدلاً في أحسن الأحوال. وهكذا، في دراسات مثل تلك المعروضة هنا، والتي الإجهاد من ذوي الخبرة منخفضة إلى معتدلة، ينبغي توقع الاختلافات في مستويات قياس الكورتيزول وα-amylase.
ومتغير ثالث يؤثر على التناقض بين قياسات الكورتيزول وα-amylase ينطوي على مشاكل مع معدل تدفق اللعاب. هناك أدلة محدودة على العلاقة بين معدل تدفق اللعاب، وتقنيات جمع، والإجهاد19. في هذه الدراسة، يتم جمع اللعاب عن طريق "سال لعابه" في أنبوب اختبار. ينصح الأشخاص بعدم مضغ العلكة أو تناول الطعام قبل جمع البيانات، ولكن مدى اجتهادهم في هذه الدراسة لهذه المبادئ التوجيهية غير معروف. وعلاوة على ذلك، قد يكون استخدام جهاز ساليفيت أكثر فعالية في جمع الكمية المطلوبة من اللعاب في غضون وقت محدد. وقد أشار ناتر وآخرون20 إلى أنه قد لا تكون هناك اختلافات في مختلف الخصائص البيوكيميائية استناداً إلى ما إذا كانت الأكواب أو الساليفيت تستخدم.
وأخيرا، تستخدم هذه الدراسة طريقة "سال لعابه" لجمع اللعاب كما هو موضح من قبل غرانجر وآخرون21. هذه الطريقة لجمع اللعاب لديها العديد من المزايا على النهج الأخرى ولكن يتطلب مشاركة المختصة، متوافقة، مستيقظا، وقادرة. وعلى هذا النحو، فإن الأطفال الذين تقل أعمارهم عن ستة أعوام أو كبار السن لا يعتبرون عادة المجيبين المناسبين. وتشمل مزايا هذه الطريقة حجم عينة كبيرة تسهل الاختبارات لعلامات متعددة وحقيقة أنه يمكن تجميد عينة غير مستخدمة للتجارب المستقبلية. وبالإضافة إلى ذلك، فإن طريقة سال لعابه تقلل من الآثار الناجمة عن المواد المستخدمة لتحفيز تدفق اللعاب مثل مضغ العلكة وخلطات الشراب.
وثمة طريقة أخرى لجمع البيانات تنطوي على استخدام التعهدات القطنية، حيث يمتص المتعهد اللعاب ويُعبّر عنه من القطن في قارورة تجميع عن طريق الطرد. وأصدر Shirtcliff وآخرون19 مذكرة تحذيرية تفيد بأنه في بعض الحالات، يمكن أن يسبب تصفية اللعاب عن طريق القطن تداخلاً في الاختبارات المناعية. وتشمل النهج الأخرى استخدام ورقة التصفية والإسفنج الصغير السيلولوز المائي21. في حين أن لكل نهج مزايا وعيوب محددة، نظرا لحجم العينة المستخدمة في هذه الدراسة، تم اختيار طريقة أخذ العينات سال لعابه.
وفي الختام، تشير مجموعة متراكمة من البحوث من مجموعة واسعة من التخصصات إلى أن البيئات الطبيعية يمكن أن يكون لها آثار إيجابية على صحة الإنسان6،22. نموذجي من هذه الأنواع من الإعدادات تشمل الحدائق والمساحات الخضراء والحدائق والمناطق الحرجية. وتشمل العوامل المرتبطة بهذه الأنواع من المناطق التي تعتبر مفيدة للصحة23 تحسين نوعية الهواء، وزيادة فرص النشاط البدني والاتصال الاجتماعي، وتعزيز الشعور بنوعية الحياة. فعلى سبيل المثال، وجد Gidlow وآخرونأنه في حين أن ممارسة الرياضة البدنية لها آثار مفيدة في البيئات الطبيعية والحضرية على السواء، فإن البيئات الطبيعية كثيراً ما تكون أكثر فعالية في الحد من مستويات الإجهاد.
باستخدام نهج متعدد الأساليب التي تنطوي على قياسات بيوفيزيائية من الكورتيزول α-amalyze وتقرير ذاتي قياس مستويات الإجهاد المتصورة، توفر هذه الدراسة دعما إضافيا للجسم الآخذ في الاتساع من الأدب مما يشير إلى أن البيئات الطبيعية لديها الآثار المفيدة على القضايا المتعلقة بالصحة مثل خفض مستويات الإجهاد25،26. وتشير هذه الدراسة أيضا إلى أن مستويات أكبر من الطبيعة لها فوائد محتملة أكثر وضوحا.
وتوجد عدة قيود في هذه الدراسة. الأول هو دقة جمع البيانات البيوفيزيائية. في حين كان الزوار منخرطين في جمع اللعاب خلال أوقات مماثلة، وهي منتصف إلى وقت متأخر من بعد الظهر حتى وقت مبكر من المساء، لحساب الدورة اليومية من الكورتيزول، حاول الباحثون التعرف فقط على أولئك الذين لم يأكلوا أي شيء أقل من 2 ح قبل لجمع اللعاب. وقد تم ذلك عن طريق استجواب شفوي عندما تناولوا الطعام آخر مرة. وهكذا، كان الباحثون يعتمدون على صدق ردود المواضيع.
ثانياً، بسبب توقيت جمع البيانات، قد تكون التحيزات في الاستجابة قد حدثت داخل هذه العينات، والتي قد تكون مختلفة إذا تم الجمع في وقت مختلف أو عن طريق الاختيار العشوائي. أي أن الأشخاص الذين زاروا كل موقع في فترة ما بعد الظهر أو المساء قد لا يكونون ممثلين للمجيبين المحتملين الذين زاروا في أوقات مختلفة.
وأخيراً، في حين تم جمع البيانات البيوفيزيائية ومعالجتها من خلال إجراءات معترف بها جيداً، لم يكن هناك قياس يؤكد المستويات المزمنة للإجهاد. في هذه الحالة، ينبغي أن تشمل الدراسات المستقبلية قياس الكورتيزول باستخدام عينات الشعر أو تقنيات مماثلة تحدد مستويات طويلة الأجل من الإجهاد قبل المشاركة في الأنشطة الترفيهية في مواقع مختلفة.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
ويعلن صاحبا البلاغ عدم وجود تضارب في المصالح.
Acknowledgments
تم تمويل هذه الدراسة جزئيا من خلال برنامج منحة أبحاث الكلية (FRGP) برعاية من خلال كلية الصحة العامة في جامعة إنديانا، بلومينغتون، IN. ويود صاحبا البلاغ أن يشكرا الدكتورة أليسون فويت وميليسا بيج على مساعدتهما التحريرية وتعليقاتهما البناءة.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Cortisol Enzyme Immunoassay Kit | DetectX | K003-H1 | The Cortisol Enzyme Immunoassay kit is designed to quantitatively measure cortisol present in dried fecal extracts, saliva, urine, serum, plasma and culture media samples. |
| Cryogenic Labels for Cryogenic Storage | Fisherbrand | 5-910-A | Unique adhesive withstands extreme temperature |
| Liquid Amylase (CNPG3) Reagent Set | Pointe Scientific | A7564 | For the quantitative kinetic determination of α-amylase activity in human serum. |
| Round Bottom 2mL Polypropylene Tubes with External Thread Cap | Greiner Bio-One | 07-000-257 | 2.0 ml U-BTM Cryo.s self standing polypropylene sterilized |
| Synergy Multi-Mode Microplate Reader | BioTek | It is a single-channel absorbance, fluorescence, and luminescence microplate reader that uses a dual-optics design to perform measurements of samples in a microplate format. |
References
- Hansmann, R., Hug, S., Seeland, K. Restoration and stress relief through physical activities in forests and parks. Urban Forestry and Urban Greening. 6, 213-225 (2007).
- Krantz, D. S., McCeney, M. K. Effects of psychological and social factors on organic disease: A critical assessment of research on coronary heart disease. Annual Review of Psychology. 53, 341-369 (2002).
- Ward Thompson, C., et al. More green space is linked to less stress in deprived communities: Evidence from salivary cortisol patterns. Landscape and Urban Planning. 105, 221-229 (2012).
- Haluza, D., Schonbauer, R., Cervinka, R. Green perspectives for public health: A narrative on the physiological effects of experiencing outdoor nature. International Journal of Environmental Research and Public Health. 11, 5445-5461 (2014).
- Korpela, K. M., Ylen, M., Tyrväinen, L., Silvennomen, H. Determinants of restorative experiences in everyday favorite places. Health and Place. 14, 636-652 (2008).
- Mantler, A., Logan, A. C. Natural environments and mental health. Advances in Integrative Medicine. 2, 5-12 (2015).
- Mayer, F. S., McPherson-Frantz, C., Bruehlman-Senecal, E., Dolliver, K. Why is nature beneficial? the role of connectedness to nature. Environment and Behavior. 41, 307-643 (2009).
- Pretty, J., Peacock, J., Sellens, M., Griffin, M. The mental and physical health outcomes of green exercise. International Journal of Environal Health Research. 15, 319-337 (2005).
- Ulrich, R., et al. Stress recovery during exposure to natural and urban environments. Journal of Environmental Psychology. 11, 201-230 (1991).
- Kaplan, S., Talbot, J. F. Psychological Benefits of a Wilderness Experience. Behavior and the Natural Environment. Altman, I., Wohlwill, J. F. , Springer. Boston, MA. 163-203 (1983).
- Salmon, P. Effects of physical exercise on anxiety, depression, and sensitivity to stress: A unifying theory. Clinical Psychology Review. 21, 33-61 (2001).
- Focht, B. C. Brief walks in outdoor and laboratory environments: Effects on affective responses, enjoyment, and intentions to walk for exercise. Research Quarterly for Exercise and Sport. 80, 611-620 (2009).
- Fliege, H., et al. The Perceived Stress Questionnaire (PSQ) reconsidered: Validation and reference values from different clinical and healthy adult samples. Psychosomatic Medicine. 67, 78-88 (2005).
- Kirschbaum, C., Hellhammer, D. H. Salivary cortisol in psychoneuronendocrine research: Recent developments and applications. Psychoneuroendocrinology. 19, 313-333 (1994).
- Gallacher, D. V., Petersen, O. H. Stimulus-secretion coupling in mammalian salivary glands. International Reviews in Physiology. 28, 1-52 (1983).
- Slosnik, R. T., Chatterton, R. T., Swisher, T., Par, S. Modulation of attentional inhibition by norepinephrine and cortisol after psychological stress. International Journal of Psychophysiology. 36, 59-68 (2000).
- Nater, U. M., et al. Stress-induced changes in human salivary alpha-amylase activity-associations with adrenergic activity. Psychoneuroendocrinology. 31 (1), 49-58 (2006).
- Takai, N., et al. Effect of psychological stress on the salivary cortisol and amylase levels in healthy young adults. Archives of Oral Biology. 49 (12), 963-968 (2004).
- Shirtcliff, E. A., Granger, D. A., Schwatz, E., Curran, M. J. Use of salivary biomarkers in biobehavioral research: Cotton based sample collection methods can interfere with salivary immunoassay results. Psychoneuroendocrinology. 26, 165-173 (2001).
- Nater, U. M., et al. Human salivary alpha-amylase reactivity in a psychosocial stress paradigm. Journal of Psychophysiology. 55 (3), 333-342 (2005).
- Granger, D. A., et al. Integration of salivary biomarkers into developmental and behaviorally-oriented research: Problems and solutions for collecting specimens. Physiology and Behavior. 92, 583-590 (2007).
- Frumkin, H. Beyond toxicity: Human health and the natural environment. American Journal of Preventive Medicine. 20, 234-240 (2001).
- Hartig, T., Mitchell, R., de Vries, S., Frumkin, H. Nature and health. Annual Review of Public Health. 35, 207-228 (2014).
- Gidlow, C. J., et al. Where to put your best foot forward: Psycho-physiological responses to walking in natural and urban environments. Journal of Environmental Psychology. 45, 22-29 (2016).
- Ewert, A., Chang, Y. Levels of nature and stress response. Behavioral Sciences. 8 (5), 49 (2018).
- Wyles, K. J., et al. Are some natural environments more psychologically beneficial than others? The importance of type and quality on connectedness to nature and psychological restoration. Environment and Behavior. 51 (2), 111-143 (2019).
