Summary
Syftet med detta dokument är att identifiera förändringar i stressnivåer efter umgänge till tre olika inställningar och att beskriva de metoder som används för att identifiera stressnivåer baserat på åtgärder av saliv kortisol, α-amylas, och en psykologisk själv rapport instrument.
Abstract
Visitation till naturliga miljöer har kopplats till psykologisk stressreducering. Även om de flesta stressrelaterad forskning har förlitat sig på själv rapportformat, ett växande antal studier nu införliva biologiska stressrelaterade hormoner och katalysatorer, såsom kortisol och α-amylas, att mäta nivåer av stress. Presenteras här är ett protokoll för att undersöka effekterna på nivåer av biofysiska och psykologiska stress efter umgänge till tre olika platser med olika nivåer av naturen. Biofysiska och självrapporterade psykologiska stressnivåer mäts omedelbart när du anger de valda platserna och strax före besökarna lämnar platsen. Med hjälp av en "dregla" metod består den biofysiska åtgärden av 1-2 mL prover av saliv som tillhandahålls av försökspersoner vid inresa till en av tre studieplatser. Som föreskriven av bevarade litteraturen, saliv samlas inom en 45 minuters tidsram efter utgången av besökarens engagemang på platsen. Efter saliv insamling, proverna är märkta och transporteras till ett biologiskt laboratorium. Kortisol är den biofysiska variabeln av intresse i denna studie och mäts med hjälp av en ELISA-process med en TECAN Plattläsare. För att mäta självrapporterade stress, den upplevda stress frågeformulär (PSQ), som rapporterar nivåer av oro, spänningar, glädje, och upplevda krav. Data samlas på alla tre platserna sent på eftermiddagen genom tidig kväll. Jämfört med alla tre inställningar, stressnivåer, mätt med både biologiska markörer och själv rapporter, är betydligt lägre efter umgänge till den mest naturliga inställningen.
Introduction
Förhöjda stressnivåer har länge kopplats till många allvarliga hälsotillstånd såsom hjärtsjukdom, fetma, och psykiska störningar1,2,3. En växande mängd forskning tyder på att närhet eller umgänge till naturliga miljöer som Park och icke-utvecklade landskap kan ha en anmärkningsvärd effekt på psykiskt välbefinnande och minskade nivåer av stress1,4, 5,6,7,8,9,10. Förklaringar till effekterna av naturliga inställningar och stressnivåer har omfattat följande: (1) naturliga inställningar ger platser för fysisk aktivitet8,11 och (2) besökare till naturliga miljöer har förmågan att fokusera på mer icke-Task tankeprocesser, vilket leder till en minskning av uppmärksamhet trötthet12. För att bestämma effekterna av naturen på stressreducering, använder denna studie en egen rapport av psykologisk stress (PSQ) och två saliv-baserade biomarkörer, kortisol och α-amylas, efter umgänge till tre olika rekreations platser. Dessa platser varierar mellan deras nivåer av "naturlighet" och inkluderar en vildmark-typ inställning, kommunal Park, och lokala fitness och rekreation anläggning.
Denna studie syftar till att ta itu med följande forskningsfrågor: (RQ1) finns det skillnader i nivåer av biofysisk stress mätt med saliv kortisol och α-amylas jämfört med alla tre områden (dvs naturliga, delvis naturliga, byggda)? (RQ2) Finns det skillnader i nivåer av psykisk stress mätt med PSQ (manifesteras av fyra konstruktioner: krav, bekymmer, spänningar och glädje) jämfört med alla tre platser (dvs naturliga, semi-naturlig, byggd)?
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Denna studie följer den politik och riktlinjer för Human Research Protection program för Indiana University institutionella Review Board.
1. Val av plats
- Välj antal platser (n) baserat på olika natur nivåer.
Notera: vi valde tre platser för vårt arbete. Med hjälp av ett kontinuum baserat på nivåer av "naturlighet", var Site A anses vara den mest naturliga och består av cirka 1 200 hektar av skogsbeklädda åsar som gränsar till en sjö och ligger i en lövskog. De vanligaste aktiviteterna är vandring och djurskådning. Site B var en 33 hektar stor kommunal Park med vandringsleder, platser för sammankomster, lekplatser och öppna fält utrymme för kausala fritidsaktiviteter. Site C var en Urban, inomhus motionsanläggning med den lägsta nivån av naturlighet. Alla tre platser är i relativt nära närhet till en medelstor stad (beräknad befolkning på 46 000 personer) i Mellanvästern i USA.
2. screening och förberedelse av deltagare
- Slutför deltagar rekryteringen innan försökspersonerna ägnar sig åt fritids upplevelser.
Anmärkning: för webbplatser A och B, försökspersoner kontaktades av forskaren på parkeringen av parken ingången. För plats C kontaktades försökspersonerna i receptionen på inomhusträningslokalen. För att kontrollera skillnader i aktivitetstyp var ämnen som rekryterades för båda platserna A och B huvudsakligen vandring, medan den primära aktiviteten var på plats C eller gick på inomhusbanan. - Under rekrytering, påminna ämnen att följa de riktlinjer som rör insamling av saliv kortisol prover. De får inte äta eller dricka 10 min innan de ger salivprov.
Anmärkning: det bör noteras att i detta fall var saliv proverna inte normaliserade för volym eller utspädning (koncentration)-dvs. om deltagarna var tillräckligt hydrerade och/eller gjorde vätske förändring mellan provsamlingarna. - Ge röda armband (eller ekvivalenta märkbara kläder) till varje deltagare för att möjliggöra enkel identifiering när de dyker upp i slutet av sina åtaganden.
- Tilldela en 30-40 min tid tilldelning så att alla ämnen på tre platser tillbringar en liknande tid på varje plats. Utesluta försökspersoner som tillbringar betydligt mer eller mindre tid än resten av provet.
- Behåll den typ av aktivitet som är konsekvent.
Obs: i detta fall var "medium" aktivitet promenader eller vandring. Försökspersoner som ägnar sig åt aktiviteter som väsentligen avviker från vandring eller vandring uteslöts från provet. Till exempel var ämnen som fiskade, picknick eller styrketräning inte inkluderade i respektive prov.
3. villkor och experimentell utformning
- Använd en kvasi-experimentell pre-test/post-testdesign.
- Efter att ha identifierande ämnen och när de samtycker till att delta, be varje ämne att läsa och underteckna ett IRB-formulär som förklarar den frivilliga karaktären, syftet och förfarandena i studien.
- Efter denna process, ge försökspersoner ett klädesplagg (t. ex. röd armband) för framtida identifiering och få fysiologiska och psykologiska åtgärder av stressnivåer (dvs PSQ, 1-2 mL saliv som spottar eller dreglade i ett provrör). Samla prover från sen eftermiddag till tidig kväll.
Obs: dessa uppgifter samlades in av forskare både 1) strax innan försökspersonerna in på webbplatsen och 2) omedelbart efter avslutad umgänge till webbplatsen.
4. salivprov
- För att undvika provutspädning, be ämnen att inte äta, dricka, eller skölj munnen 10 min innan du ger saliv prover.
- Be ämnen att ge 1-2 mL saliv prover (exklusive skum) strax före fritids upplevelsen och omedelbart efter ingåendet av erfarenheten.
- Samla saliv prover med hjälp av en passiv dregla metod:
- Ge försökspersoner med en 2 i plast dricka halm att dregla i en 2 mL cryovial (se tabell över material).
- Instruera ämnen att låta saliv att pool i munnen, sedan dregla ner stråna och in i cryovial. Enligt saliv insamling och hantering råd (2011), 1 mL (exklusive skum) är tillräcklig för de flesta tester.
- Etikettprover med ett tilldelat 3-siffrigt ID-nummer (dvs. 001) och en bokstav för att indikera tidpunkten för datainsamlingen (dvs. A representerar förtest, B representerar eftertest, där 001A representerar saliv provet som tillhandahålls av deltagare 001 innan fritidsupplevelse).
- Efter provet samlas in och märkas, det bör sedan förvaras fryst tillfälligt i en steroid skum låda full av torris för högst 2 h.
- Transportera de märkta proverna till ett laboratorium och förvara vid-80 ° c tills de analyseras.
5. kvantifiering av α-amylas
Anmärkning: i denna analys hydrolyserar α-amylas 2-kloro-p-nitrofenyl-α-D-maltotriosid till 2-klor-nitrofenol och bildar glukos, 2-kloro-p-nitrofenyl-α-D-maltosid, Maltotriose och glukos. Reaktionen övervakas med en absorbans på 405 nm, vilket motsvarar α-amylas-aktivitet i provet. Denna analys visar linearitet mellan 0 och 2000 U/L.
-
Material
- Använde en flytande amylas reagens (se tabell över material) för att kvantifiera α-amylas i saliv prover. Alla reagenser tillhandahålls som färdiga vätskor och förvaras vid 0-4 ° c.
- Använd en flerlägesläsare (se tabell över material) som kan läsa en optisk densitet vid 405 nm med en temperatur som är kontrollerad till 37 ° c under analysen.
-
Analys
- Tina proverna på is före analysen.
- Späd proverna 1:10 med 1x PBS (10 μL saliv + 90 μL PBS).
- Analysera varje prov i två exemplar.
- Equilibrate amylasreagens till 20-25 ° c i minst 30 min.
- Tillsätt 0,1 mL amylasreagens till en 96 väl mikroplatta för varje prov.
- Förinkubera mikroplattan vid 37 ° c i minst 5 minuter.
- Tillsätt 2,5 μL av provet till amylas-reagens.
- Ta en första behandling efter 60 s.
- Fortsätt avläsningar var 60 s i ytterligare 2 min.
- Beräkna den genomsnittliga absorbansdifferensen per minut (Δabs/min).
-
Beräkning
- För att beräkna amylas aktivitet, Använd följande formel:
Där ΔABS/min = förändringar i absorbansdifferens per minut. TV = total analys volym (0,1025 ml); * 1000 = omvandling av U/mL till U/L; MMA = millimolar absorptivity av 2-chloro-p-nitrophenol = 12,9; Sv = provvolym (0,0025 ml); och LP = ljus Stig (1 cm). Att ersätta ger:
Multiplicera därför Δabs/min med 3178x utspädningsfaktorn (10) för att erhålla amylas i U/L. - För prover över 2000 U/L (assay linearitet) späd ytterligare (minst 2x med PBS) och re-assay, sedan multiplicera α-amylas resultat med ytterligare utspädningsfaktorn.
- För att beräkna amylas aktivitet, Använd följande formel:
6. kvantifiering av kortisol
Anmärkning: i denna analys, fria kortisol kvantifieras i saliv med en kortisol standardkurva. Standarder och utspädda prover tillsätts till en mikrotiterplatta som är förbelagd med en antikropp. En kortisol-peroxidas konjugat tillsätts till brunnarna, följt av tillsats av en monoklonal antikropp till kortisol. Mängden kortisol/peroxidas konjugatbindning minskar när koncentrationen av kortisol i provet ökar.
-
Material
- Använd en kortisol enzym immunoassay Kit (se tabell över material) för att kvantifiera kortisol i saliv prover. Alla reagenser som behövs för att utföra denna analys ingår i satsen. Alla komponenter i satsen lagras vid 0-4 ° c innan de når utgångsdatumet.
- Använd en spektrofotometer som kan läsa en optisk densitet (OD) vid 450 nm (se tabell över material), samt programvara som kan använda OD-inspelningar från plattläsaren för att utföra fyra-parameterns Logistic Curve (4 PLC)-montering.
-
Beredning av reagens
- Låt alla reagenser jämvikt till 20-25 ° c i minst 30 min.
- Späd kortisolanalysbufferten 1:5 med avjoniserat vatten.
- Späd tvättbufferten 1:20 med avjoniserat vatten.
Anmärkning: analys-och tvättbuffertarna är stabila i 3 månader vid förvaring vid 0-4 ° c.
-
Provberedning
- Tina proverna på is före analysen.
- Späd prover 1:10 med kortisolanalysbuffert (20 μL saliv + 180 μL buffert) och Använd inom 2 timmar efter beredning.
-
Utarbetande av standarder
- Etikett glas provrör #1-#7.
- Pipet 225 μL analysbuffert i rör #1 och 125 μL buffert i rör #2-#7.
- Tillsätt 25 μL av kortisol stamlösningen till rör #1 och Vortex.
- Ta bort 125 μL buffert från röret #1 och tillsätt den till röret #2, sedan Vortex.
- Upprepa serie utspädningar för rör #3-#7.
Anmärkning: de slutliga kortisolkoncentrationerna av varje standard visas i tabell 1. - Standarder måste användas inom 2 timmar efter beredning.
| Standard | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 | #7 |
| Analybuffertvolym (μL) | 225 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 |
| Tillägg | Lager STD | #1 | #2 | #3 | #4 | #5 | #6 |
| Volymtillägg (μL) | 25 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 | 125 |
| Slutlig koncentration (PG/mL) | 3200 | 1600 | 800 | 400 | 200 | 100 | 50 |
Tabell 1: förberedelse tabell för standard kurva.
-
Analys
- Använd plattlayouten nedan i figur 1 som en guide för att ställa in mikroplattan.
- Det rekommenderas att använda en multikanalpipett för tillsats av reagenser.
- Tillsätt 50 μL prover eller standarder i lämpligt antal brunnar i plattan. Prover och standarder bör köras i två exemplar.
- Lägg till analysbuffert (75 μL) i de icke-specifika bindningsbrunnarna (NSB).
- Lägg till analysbuffert (50 μL) i de maximala bindningarna (B0) och noll standard (tomma) brunnar.
- Tillsätt 25 μL av kortisolkonjugaten till varje brunn.
- Tillsätt 25 μL av kortisolantikroppar till varje brunn, med undantag för NSB-brunnarna.
- Knacka försiktigt på sidan av plattan för att blanda reagenser.
- Täck med plattan sealer och skaka vid rumstemperatur (RT) vid 20-25 ° c i 1 h.
- Ta bort brunnen innehåll och skölj varje brunn 4x med tvättbuffert (300 μl). Knacka på plattan för att torka på absorberande handdukar mellan tvättar.
- Tillsätt TMB-substratet till varje brunn (100 μL).
- Inkubera plattan vid 20-25 ° c i 30 min utan att skaka.
- Tillsätt stopplösningen till varje brunn (50 μL).
- Läs den optiska densiteten i varje brunn på mikroplattan vid 450 nm.
- Genomsnittliga optiska densiteter för varje standard, sedan prov och subtrahera medelvärdet optisk densitet för NSB brunnar.
- Beräkna% bunden (B/B0) för alla exempel med hjälp av maximal bindning (B0) kontroller.
- Skapa en standardkurva med hjälp av programvara som kan använda fyra parametrar logistisk Regressions kurva, beräknad från kurvan% B/B0.
- Multiplicera resultatet med utspädningsfaktorn (10) för att erhålla kortisolvärden i PG/mL.
- Prover med optiska tätheter som faller över den högsta standarden bör spädas ytterligare med Analysbuffert och återanalyseras, då skall resultatet multipliceras med den ytterligare utspädningsfaktorn.
Figur 1 : Exempel på plattlayout. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
7. psykologisk mätning (upplevd stress enkät)
- Mät psykologiska nivåer av ämnen med hjälp av PSQ Publicerad av Fliege et al.13, som innehåller fyra faktorer (oro, spänning, spänning, glädje) och utnyttjar 20 objekt.
- Be ämnet att fylla i PSQ strax före deras fritidsupplevelse och omedelbart efter ingåendet av erfarenheten.
- Tagga enkäter med ett 3-siffrigt ID-nummer som är identiskt med varje försöks ämnes biofysiologiska stressnivå.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Exempel på Beskrivning
Med hjälp av en kvot provtagningsteknik rekryterade denna studie 35 besökare från var och en av de tre platserna. Totalt rekryterades 105 försökspersoner i denna studie, inklusive 63 män och 42 kvinnor. Genomsnittsåldern för besökare som rekryterades från tre olika platser var 25,9 år (plats A), 37,2 år (plats B) och 28,8 år (plats C). Frekvenserna av försökspersonernas umgänge till de utvalda tre platserna noterades också. För plats A och plats C, de flesta ämnen besökte denna webbplats en till tre gånger per vecka. För försökspersoner på plats B, var deras besöksfrekvens jämnt fördelade mellan en till tre gånger per vecka och mer än tre gånger per vecka.
Biofysikaliska och psykologiska stress indikatorer. Biofysiska åtgärder av kortisol och α-amylas nivåer utnyttjades för att identifiera förändringar i nivåer av fysiologisk stress. Förändringar i psykologisk stress identifierades genom PSQ-instrumentet.
Effekter av rekreationsplats Visitation på kortisolnivåer och α-amylas nivåer
Den första forskningsfrågan frågade om det skulle finnas en skillnad i nivåer av kortisol och α-amylas som en funktion av typ av område (t. ex. natur nivå). Ett parat prov t-test resulterade i en signifikant minskning av saliv kortisol efter besök på plats a (naturlig miljö) [t31 = 3,26, p < .01, se figur 2]. Inga signifikanta förändringar i nivåerna av kortisol observerades i området B och C. Vid jämförelse av försökspersoner förändringar i deras kortisolnivåer över alla tre områden, visade resultaten av ANOVA-testet att olika områden (natur nivåer) inte hade en övergripande signifikant effekt på försökspersonerna förändringar i kortisolnivåer [F(2, 95 ) = 1,86, p = 0,16] med små effekt storlekar (0,01-0,04).
Mätning av förändringar i stressnivåer (pre/post Visitation) med hjälp av nivåer av α-amylas resulterade i blandade fynd bland de tre studieplatserna. Efter användning av Parade prov t-tester indikerar signifikanta ökningar av α-amylas efter besök på plats C [t34 = 2,79, s < . 01. Statistiska skillnader observerades inte efter umgänge till webbplatser a eller plats B. (se diagram 3). Analys med ANOVA-tekniker indikerade en huvudsaklig effekt av lokalisering med olika platser hade en signifikant inverkan på försökspersonerna förändringar i α-amylas nivåer [F(2 101)= 3,36, p < 0,05]. Med hjälp av Scheffe post-hoc-analys var α-amylas-nivåerna signifikant högre efter att ha besökt plats C jämfört med plats B. Det fanns en brist på signifikanta skillnader på nivåer av α-amylas när man jämförde besökare på plats A och plats B, eller mellan plats A och plats C. effekt storlekar (0,03-0,01) hittades och bestämdes att vara liten.
Effekter av rekreation webbplats Visitation på psykologiska stress nivåer
Parade prov t-tester tillämpades för att jämföra före och efter besök av nivåer av psykologisk stress bland de tre platserna, respektive. Som visas i figur 4 och 5, efter umgänge till de tre platserna, betydande minskningar på faktorerna för krav och oro (p < 0,01) observerades. Inga signifikanta förändringar i faktorn, spänning, observerades för någon av de tre platserna. (Se diagram 6). Signifikanta ökningar rapporterades på platser A och plats B för faktorn, Joy. Ingen signifikant förändring observerades för besökare på plats C (se figur 7).
För att avgöra om vilken av de tre platsen är mer effektiv i att minska försökspersonerna nivåer av psykisk stress, resultatet av ANOVA tester visade signifikanta skillnader mellan de tre platserna (p < 0,01) med post-hoc-analys med hjälp av Scheffe metod, rapporterar betydande ökningar i nivåer av glädje efter att ha besökt plats A, jämfört med besökare som besöker platser B och plats C. Inga skillnader hittades i förändringar i nivåer av krav, bekymmeroch spänningar (p = 0,27) på tre platser.
Sammanfattningsvis, besökare på plats A (mest naturliga) rapporterade signifikant minskade nivåer av kortisol; tyder på en minskning av biologiska stressnivåer. Dessutom, mätt som PSQ, betydande minskningar i de psykologiska faktorerna för krav och bekymmer, och en betydande ökning av nivån av glädje observerades i besökare på plats a. besökare på Site B (semi-Natural) rapporterade minskningar i nivåer av krav och bekymmer, och en ökad nivå av glädje. C (byggd miljö) två minskningar i nivå av krav och bekymmer rapporterades. Intressant, nivåer av α-amylas ökat markant efter umgänge till plats C. Ytterligare forskning är motiverad att undersöka påverkan av potentiella faktorer, såsom specifik aktivitet eller social omgivning, särskilt på katalysatorn, α-amylas.
Figur 2 : Förändringar i nivåerna av kortisol efter att ha besökt tre olika platser. Denna siffra visar försökspersonernas kortisolnivåer mätt före och efter att ha besökt tre olika områden som representerar olika nivåer av naturen: platser A, B och C. data presenteras som medelvärde ± SD i naturlig loggskala. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3 : Förändringar i nivåer av amylas efter att ha besökt tre olika platser. Denna siffra visar försökspersoner amylas nivåer mätt före och efter att ha besökt platser A, B, och C. data presenteras som medelvärde ± SD i naturlig loggskala. Vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4 : Förändringar i upplevda nivåer av krav efter att ha besökt tre olika platser. Denna siffra visar försökspersonernas nivåer av krav minskade efter att ha besökt platser A, B och C. data presenteras som medelvärdet ± SD. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 5 : Förändringar i upplevda nivåer av bekymmer efter att ha besökt tre olika platser. Denna siffra visar försökspersonernas nivåer av oro minskade efter att ha besökt platser A, B och C. data presenteras som medelvärdet ± SD. vänligen klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 6 : Förändringar i upplevda nivåer av spänningar efter att ha besökt tre olika platser. Denna siffra visar försökspersonernas nivåer av spänningar minskade efter att ha besökt platser A, B och C. data presenteras som medelvärdet ± SD. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7 : Förändringar i upplevda nivåer av glädje efter att ha besökt tre olika platser. Denna siffra visar försökspersonernas nivåer av glädjeämnen ökade efter att ha besökt platser A, B och C. data presenteras som medelvärdet ± SD. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Syftet med denna studie är att identifiera potentiella förändringar i stress med hjälp av biofysiska och psykologiska instrument efter rekreation umgänge till tre olika miljöer med olika nivåer av naturen. Både kortisol och α-amylas har visat sig vara pålitliga indikatorer på nivåer av psykisk stress. Den amylas assay förfarande som beskrivs i denna studie har anpassats till en 96 väl format. När amylas nivåer i saliv är höga, absorbans förändringar sker snabbt. Därför är det viktigt att begränsa antalet analyserade prover på en gång, eftersom antalet prover som kan analyseras på en gång begränsas av hur snabbt 2,5 μL av provet kan läggas till varje brunn. I denna studie, amylas nivåer mättes i en kolumn (åtta reaktioner) vid en given tidpunkt. Två huvudsakliga system är involverade i stressreaktionen, inklusive hypotalamus-hypofys-adrenokortikala axeln (HPA) och sympo-adrenomedullary systemet (SAM). Kirschbaum och Hellhammer14 har rapporterat att saliv kortisol mätningar är nära korrelerade med serum kortisolnivåer och innebär mindre Hyper-stress komplikationer i samband med blodprovstagning tekniker. Alfa-amylas är ett stort saliv enzym som vanligtvis förknippas med sympatiska (SAM) stimuli15 och anses vara ett användbart mätverktyg för att utvärdera Sam-systemet16.
Medan både biofysiska och psykologiska åtgärder är effektiva för att upptäcka förändringar i nivåer av stress, flera frågor finns i denna studie. För det första var det inkongruitet mellan kortisol och α-amylas mätresultat, med skillnader noteras på olika platser. Nater et al.17 rapporterade att det finns lite bevis för om hPa (kortisol) eller Sam (amylas) är dominerande under psykisk stress. En potentiell förklaring gjordes av TAKAI et al.18, som föreslog att den process genom vilken α-amylas och kortisol in i blodomloppet med kortisol, vilket indikerar att ett mer komplext och långdraget system är i drift.
En annan förklaring av resultaten innebär nivå och saliency av stress17. Resultaten tyder på att akuta nivåer av stress resultera i större samband mellan kortisol och α-amylas, och mer måttliga nivåer av stress resultera i större disassociation. I denna studie, den stress som upplevs under fritids engagemang anses måttlig i bästa fall. Således, i studier som den som presenteras här, där erfaren stress är låg till måttlig, skillnader i uppmätta nivåer av kortisol och α-amylas bör förväntas.
En tredje variabel som påverkar inkongruiteten mellan kortisol och α-amylas-mätningar innebär problem med saliv flödeshastigheten. Det finns begränsade belägg för sambandet mellan saliv flödeshastighet, insamlingstekniker och stress19. I denna studie samlas saliv in via "dreglande" i ett provrör. Försökspersonerna rekommenderas att inte tugga tuggummi eller äta innan datainsamling, men hur flitig de var i denna studie till dessa riktlinjer är okänd. Dessutom, med hjälp av en salivette enhet kan vara mer effektivt att samla in den erforderliga mängden saliv inom en angiven tid. Nater et al.20 har föreslagit att det inte kan finnas några skillnader i olika biokemiska egenskaper baserat på om koppar eller salivetter används.
Slutligen använder denna studie "dregla" metod för att samla saliv som beskrivs av Granger et al.21. Denna metod för att samla saliv har flera fördelar jämfört med andra metoder, men kräver en kompetent, kompatibel, vaken och kapabel deltagare. Barn under sex år eller äldre personer anses normalt inte vara lämpliga respondenter. Fördelarna med denna metod inkluderar en stor provvolym som underlättar analyser för flera markörer och det faktum att ett oanvänt prov kan frysas för framtida analyser. Dessutom minimerar dregla-metoden effekter från substanser som används för att stimulera salivflödet såsom tuggummi och dryckes blandningar.
En annan metod för att samla in data innebär användning av bomull pantfår, där saliv absorberas av pantsätta och uttrycks ur bomull i en samling flaska via centrigugation. Shirtcliff et al.19 utfärdade en varnande anmärkning om att i vissa situationer, filtrering saliv genom bomull kan orsaka störningar i Immunoassays. Andra metoder inkluderar användning av filtrerpapper och hydrocellulosamikrosponges21. Även om varje metod har särskilda fördelar och nackdelar, med tanke på urvalsstorlek utnyttjas i denna studie, den dregla provtagningsmetod valdes.
Sammanfattningsvis, ett ackumulerande organ forskning från ett brett spektrum av discipliner tyder på att naturliga miljöer kan ha positiva effekter på människors hälsa6,22. Typiskt för dessa typer av inställningar inkluderar parker, greenspaces, trädgårdar och skogsområden. Faktorer förknippade med dessa typer av områden som anses gynnsamma för hälsa23 inkluderar förbättrad luftkvalitet, ökade möjligheter till fysisk aktivitet och social kontakt samt förbättrade känslor av livskvalitet. Till exempel, Gidlow et al.24 fann att medan fysisk träning hade salutogena effekter i både naturliga och urbana miljöer, naturliga inställningar var ofta mer effektiva för att minska nivåerna av stress.
Med hjälp av en metod med flera metoder som inbegriper biofysiska mätningar av kortisol och α-amalyze och en själv rapport som mäter upplevda nivåer av stress, ger denna studie ett extra stöd för den växande litteraturen som tyder på att naturliga inställningar har positiva effekter på hälsorelaterade frågor som att minska stressnivån25,26. Denna studie tyder också på att större nivåer av naturen har mer uttalad potentiella fördelar.
Det finns flera begränsningar i denna studie. Den första är trohet av den biofysiska datainsamlingen. Medan besökare var engagerade i saliv samling under liknande tider, nämligen mitten till sen eftermiddag genom tidig kväll, för att redogöra för den dygns cykeln av kortisol, försökte forskarna att identifiera endast de som inte hade ätit något mindre än 2 h före till att samla saliv. Detta skedde via verbala förhör av när de hade senast intas mat. Således var forskarna beroende av sanningsenligt i ämnes svaren.
För det andra, på grund av tidpunkten för insamlingen av uppgifter, kan responsbiaser ha inträffat inom dessa prover, vilket kan ha varit annorlunda om insamlingen gjordes vid en annan tidpunkt eller genom slumpmässigt urval. Det är, ämnen som besökte varje plats på eftermiddagen eller kvällen kan inte vara representativa för potentiella respondenter som besökte vid olika tidpunkter.
Slutligen, medan de biofysiska data samlades in och behandlades genom väl erkända förfaranden, det fanns ingen mätning fastställa kroniska nivåer av stress. I detta fall bör framtida studier innehålla en kortisol mätning med hårprover eller liknande tekniker som bestämmer långsiktiga nivåer av stress innan engagemang i fritidsaktiviteter på olika platser.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna förklarar inga intressekonflikter.
Acknowledgments
Denna studie finansierades delvis genom fakulteten Research Grant program (FRGP) sponsras genom School of Public Health vid Indiana University, Bloomington, IN. Författarna vill tacka Dr Alison Voight och Melissa sida för deras redaktionella stöd och konstruktiva kommentarer.
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).
