體育活動(dòng)與心理健康狀況關(guān)系的基因假說(shuō)

艾 水，梁 琴

(1. 達(dá)州職業(yè)技術(shù)學(xué)院黨政辦公室;2. 達(dá)州市兒童中心，四川達(dá)州635000)

常規(guī)的體育活動(dòng)不僅僅能夠減少軀體疾病的發(fā)病率，而且經(jīng)常進(jìn)行體育活動(dòng)的人還會(huì)表現(xiàn)出認(rèn)知能力尤其是額葉執(zhí)行功能上的優(yōu)勢(shì)，[1]他們的思維更加敏捷，心理也更加健康 。[2]

體育運(yùn)動(dòng)對(duì)心理健康的促進(jìn)是與焦慮和抑郁癥狀減輕相聯(lián)系的。Landers and Petruzzello(1994)對(duì)1960年到1991年之間關(guān)于體育活動(dòng)和焦慮癥狀之間關(guān)系的27篇綜述進(jìn)行檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)81%的綜述中作者都作出了體育活動(dòng)與體育運(yùn)動(dòng)后的焦慮減輕存在相關(guān)的結(jié)論，而且這些綜述的結(jié)果都很一致；而其他19%作出體育活動(dòng)和心理健康之間沒有相關(guān)結(jié)論的綜述中，大多數(shù)的結(jié)果也支持體育活動(dòng)和焦慮減輕之間的相關(guān)性。而對(duì)體育活動(dòng)和抑郁癥狀關(guān)系的綜述發(fā)現(xiàn)(Craft, 1997; Calfas & Taylor, 1994)：體育活動(dòng)與抑郁癥狀的減輕是相關(guān)的，尤其是當(dāng)體育訓(xùn)練項(xiàng)目的時(shí)間超過(guò)9周(Craft, 1997; North et al., 1990)，活動(dòng)時(shí)間更長(zhǎng)、強(qiáng)度更大、每周進(jìn)行更多天數(shù)的時(shí)間時(shí)(Craft, 1997)其癥狀減輕的效果更加明顯。

體育活動(dòng)和心理健康之間的正向關(guān)系得到了廣泛的承認(rèn)。但是進(jìn)一步的問(wèn)題是：這種關(guān)系是一種因果關(guān)系，還是僅僅為一種相關(guān)關(guān)系？換句話說(shuō)，這種伴隨著體育活動(dòng)而出現(xiàn)的心理健康狀況的改善到底是由于體育活動(dòng)本身所直接導(dǎo)致的，還是由于二者背后所隱藏的某種“調(diào)控杠桿”的作用而產(chǎn)生的？另一方面，先前關(guān)于體育活動(dòng)促進(jìn)效應(yīng)的研究結(jié)論大多是建立在大樣本平均效應(yīng)基礎(chǔ)上(population-level)的，這種平均效應(yīng)卻掩藏著個(gè)體差異，即不同的被試在體育活動(dòng)之后所獲得的心理健康狀況的改善程度卻不同。那么，是什么因素在決定和影響著“體育活動(dòng)效應(yīng)”的表達(dá)？

先前研究者大多認(rèn)為體育活動(dòng)和心理健康之間的這種關(guān)系是一種因果關(guān)系，它反映的是由體育活動(dòng)這個(gè)變量的變化對(duì)心理健康水平的直接影響。但是最近來(lái)以De Moor等為代表的行為遺傳學(xué)研究者則提出了體育活動(dòng)與心理健康關(guān)系的基因假說(shuō)。本綜述主要目的就是對(duì)該假說(shuō)進(jìn)行介紹并評(píng)述，首先介紹該假設(shè)的基本內(nèi)容，并列舉支持支持基因假說(shuō)的相關(guān)證據(jù)；隨后對(duì)該假說(shuō)進(jìn)行評(píng)論，并指出今后值得研究的一些問(wèn)題。

一、體育活動(dòng)——心理健康關(guān)系的基因假說(shuō)

基因假說(shuō)(De Geus, & De Moor, 2008)認(rèn)為：個(gè)體的體育活動(dòng)參與情況、以及體育活動(dòng)與心理健康狀況之間的關(guān)系都受到基因因素的調(diào)控，體育活動(dòng)和心理健康的關(guān)系也受到基因因素的影響；基因通過(guò)基因的多效性和基因-體育活動(dòng)交互作用這兩個(gè)具體的機(jī)制對(duì)心理健康狀況產(chǎn)生影響。[3]

基因不僅僅能夠影響心血管疾病和抑郁癥等癥狀的發(fā)生率，而且也會(huì)影響個(gè)體的自主體育活動(dòng)行為。這種低級(jí)的生理變異對(duì)機(jī)體和行為水平上更加復(fù)雜的特質(zhì)產(chǎn)生影響的現(xiàn)象被成為基因的多效性(pleiotropy)?；蚨嘈詫?duì)理解體育活動(dòng)與心理健康關(guān)系的意義在于：如果基因?qū)w育活動(dòng)的影響比它對(duì)心理健康狀況的影響更早發(fā)生，那么如果不考慮基因的作用就會(huì)高估體育活動(dòng)對(duì)心理健康狀況的作用。另外，即使先前的實(shí)驗(yàn)室訓(xùn)練研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了體育活動(dòng)的效應(yīng)，但是這種效應(yīng)具有個(gè)體差異，一些被試會(huì)很快表現(xiàn)出更強(qiáng)的體育活動(dòng)促進(jìn)效應(yīng)，而其他一些被試的促進(jìn)效應(yīng)則相對(duì)較慢、較少，甚至沒有表現(xiàn)出任何的促進(jìn)效果。如果體育活動(dòng)效應(yīng)的個(gè)體差異是來(lái)自于不同體育活動(dòng)者的基因差異，那么這種體育活動(dòng)效應(yīng)稱為基因-體育活動(dòng)的交互作用(gene-by-exercise interaction)。

二、體育活動(dòng)行為的可遺傳性

先前大量的研究都從社會(huì)或者環(huán)境的角度探討影響自主體育活動(dòng)的因素，例如體育活動(dòng)設(shè)施的狀況(Matson-Koffman, Brownstein, Neiner, & Greaney, 2005)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平(Haase, Steptoe, Sallis, & Wardle, 2004)，高度工作壓力(van Loon, Tijhuis, Surtees, & Ormel, 2000; Payne, Jones, & Harris, 2005)，家庭、同伴、同事的社會(huì)支持水平(Orleans, Kraft, Marx, & McGinnis, 2003; Sherwood & Jeffery, 2000)。但是這些因素沒有一個(gè)被證明是體育活動(dòng)的決定因素。[4-7]

體育活動(dòng)的可遺傳性已經(jīng)得到了廣泛的承認(rèn)。對(duì)19歲到60歲之間的雙生子成年人的研究顯示：基因因素和非共享的環(huán)境因素能夠解釋體育活動(dòng)的變異，其中基因因素能夠解釋其中的35%-83%。[8-11]

體育活動(dòng)行為遺傳性的最有力證據(jù)來(lái)自于雙生子研究。雙生子研究可以通過(guò)比較同卵雙生、異卵雙生和非雙生子的體育活動(dòng)行為，從而把基因的影響和環(huán)境的影響分離開來(lái)。同卵雙生子具有相同的基因，而且常常擁有相同的家庭環(huán)境；異卵雙生子有相同的家庭環(huán)境，但是他們平均來(lái)講只有一半的相同基因。如果同卵雙生子之間體育活動(dòng)行為的相似性比異卵雙生子更高，就意味著基因會(huì)影響體育活動(dòng)行為。如果兩種雙生子的體育活動(dòng)相似性沒有差異，那么就說(shuō)明環(huán)境因素對(duì)體育活動(dòng)的影響 。[12]與家庭親-子設(shè)計(jì)(parent-offspring family design)不同，雙生子研究可以從同一代人的不同成員來(lái)驗(yàn)證體育活動(dòng)行為的遺傳性。大量雙生子研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)基因因素對(duì)體育活動(dòng)參與度、體育活動(dòng)頻率、時(shí)間和強(qiáng)度等都具有顯著影響。[13-15]而Stubbe等所進(jìn)行的一項(xiàng)由7個(gè)國(guó)家共7個(gè)雙生子中心的協(xié)作研究(Stubbe, Boomsma, et al., 2006)也證實(shí)了以上的結(jié)果，這項(xiàng)研究對(duì)37051對(duì)雙生子的體育活動(dòng)進(jìn)行了調(diào)查評(píng)估，結(jié)果發(fā)現(xiàn)每個(gè)國(guó)家的被試都表現(xiàn)出體育活動(dòng)的基因效應(yīng)(基因因素對(duì)體育活動(dòng)參與狀況的解釋力度范圍為40.5%-70%)。[16]

基因?qū)w育活動(dòng)的影響強(qiáng)度是隨著年齡的變化而變化的，其中最顯著的變化發(fā)生在青少年期。在兒童和青少年早期直至13歲，基因?qū)τ隗w育活動(dòng)的個(gè)體差異都沒有顯著解釋作用，而環(huán)境因素卻具有顯著的解釋作用；到了青少年中期和晚期，環(huán)境因素的效應(yīng)逐漸減小，而基因因素則開始決定體育活動(dòng)的個(gè)體變異；在19-20歲的時(shí)候其解釋力度達(dá)到最高(85%)，隨后基因的影響又逐漸降低，到成年期則達(dá)到平穩(wěn)(其解釋力度為50%左右)。

三、心理健康的基因多效性

先前研究大多認(rèn)為：經(jīng)常參與體育活動(dòng)的被試所表現(xiàn)出來(lái)的良好心理健康狀況是由于體育活動(dòng)本身所引起的。但De Moor的基因假說(shuō)則認(rèn)為：體育活動(dòng)行為和心理健康之間的這種關(guān)系可能反映的是某些基因的作用，這些基因不僅僅對(duì)體育活動(dòng)參與狀況產(chǎn)生影響，同時(shí)也會(huì)影響心理健康狀況；而那些阻止個(gè)體參與體育活動(dòng)的基因則可能同時(shí)也與諸如焦慮、抑郁等癥狀有關(guān)。

Stubbe等人(Stubbe, De Moor, Boomsma, & de Geus, 2006)對(duì)來(lái)自荷蘭雙生子注冊(cè)中心的162對(duì)同卵雙胞胎(discordant monozygotic twin pairs)，174對(duì)異卵雙胞胎(discordant dizygotic twin pairs)以及2842名非雙生子被試(年齡范圍18-65歲)進(jìn)行了體育活動(dòng)和心理健康狀況的因果關(guān)系分析。他們通過(guò)調(diào)查收集了被試的體育活動(dòng)類型、頻率和持續(xù)時(shí)間，并用Ainsworth' Compendium of physical acitivity 收集了被試的能量代謝當(dāng)量(metabolic equivalent value)。并用生活滿意度量表和主觀幸福感量表調(diào)查了被試的心理狀態(tài)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，非雙生子被試中，經(jīng)常參加體育活動(dòng)的被試比不參加體育活動(dòng)的被試生活滿意度更高，幸福感更強(qiáng)；而對(duì)于同卵雙生子和異卵雙生子被試來(lái)說(shuō)，經(jīng)常鍛煉者與不經(jīng)常鍛煉者在生活滿意度和幸福感上并不存在顯著的差異。研究者認(rèn)為這些結(jié)果否定了體育活動(dòng)與心理健康之間存在因果關(guān)系，而基因因素可能在背后對(duì)二者產(chǎn)生著影響。

在接下來(lái)的一項(xiàng)研究(De Moor, Posthuma et al., 2007)中，De Moor等人用健康狀況自評(píng)的方式對(duì)來(lái)自于2831個(gè)家庭中的5140名荷蘭成人雙生子以及他們的非雙生子兄弟姐妹進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果顯示影響體育活動(dòng)參與情況和自評(píng)心理健康狀況的基因因素存在著一定程度的重疊(r=0.36)，而更重要的是這種重疊能夠完全解釋體育活動(dòng)參與情況和心理健康狀況的關(guān)系。研究者們認(rèn)為這些結(jié)果再次支持了基因的多效性，并認(rèn)為即使雙生子的體育活動(dòng)參與程度不同，基因相同的雙生子的心理健康狀況也表現(xiàn)出了高度相似性。[17]

De Moor等人(De Moor et al，2008)對(duì)8558名雙生子及其家庭成員進(jìn)行了2，4，7，9，11年的跟蹤，從而對(duì)體育活動(dòng)與心理健康之間因果假設(shè)的各種結(jié)果預(yù)期進(jìn)行了驗(yàn)證。其中第一個(gè)預(yù)期是：“如果體育活動(dòng)是影響焦慮和抑郁癥的原因，那么所有影響體育活動(dòng)參與情況的基因和環(huán)境因素都會(huì)對(duì)這兩種癥狀產(chǎn)生影響”。然而，研究者用結(jié)構(gòu)方程模型對(duì)雙生子的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)：體育活動(dòng)和心理癥狀之間僅僅在基因變量上的相關(guān)達(dá)到顯著(不同癥狀量表和不同時(shí)間間隔之間的相關(guān)系數(shù)介于-0.16和-0.44之間)，而在環(huán)境變量上的相關(guān)為0。這些就意味著無(wú)論時(shí)間間隔多久，那些促使被試去參加體育活動(dòng)的環(huán)境因素并不能導(dǎo)致焦慮或者抑郁癥狀的降低，而與此相反，那些促進(jìn)被試體育活動(dòng)參與情況的基因因素同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致焦慮和抑郁癥狀的降低。

因果假設(shè)的另一個(gè)預(yù)期是：“同卵雙生子對(duì)之間每周新陳代謝指數(shù)(MET)的差異應(yīng)該與每對(duì)間焦慮癥狀或抑郁癥狀的差異量存在相關(guān)”。然而，De Moor等人(De Moor et al，2008)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：二者間的相關(guān)系數(shù)僅僅為-0.04到0.03之間，這說(shuō)明同卵雙生子的心理癥狀水平差異與體育活動(dòng)的差異沒有顯著的相關(guān)關(guān)系。另外，每個(gè)被試不同時(shí)間段內(nèi)體育活動(dòng)的情況并不能夠預(yù)測(cè)他們焦慮癥狀或者抑郁癥狀的水平(相關(guān)系數(shù)為-0.05到0.05之間)。

總之，研究者們認(rèn)為這些結(jié)果都支持了基因的多效性，而不支持體育活動(dòng)與心理健康水平的因果關(guān)系。當(dāng)然，這并不排除對(duì)某些特定群體來(lái)說(shuō)，體育活動(dòng)可能對(duì)心理健康水平具有直接影響，而且De Moor等人也認(rèn)為他們的結(jié)果與臨床中所發(fā)現(xiàn)的通過(guò)體育活動(dòng)緩解病人焦慮和抑郁水平的研究結(jié)果之間并不是相互矛盾的。那么，基因因素是如何對(duì)體育活動(dòng)和心理健康進(jìn)行調(diào)控的呢？

四、基因和體育活動(dòng)的交互作用如何對(duì)心理健康產(chǎn)生影響

De Moor等人認(rèn)為(De Geus, & De Moor, 2008)：體育活動(dòng)的這種情緒體驗(yàn)是受到基因因素的調(diào)控的。個(gè)體的基因型決定了體育活動(dòng)所帶來(lái)的積極情緒和厭惡情緒體驗(yàn)的差異。不經(jīng)常進(jìn)行體育活動(dòng)者的基因型導(dǎo)致體育活動(dòng)給他們帶來(lái)的厭惡情緒體驗(yàn)超過(guò)了積極情緒體驗(yàn)。而對(duì)于經(jīng)常進(jìn)行體育活動(dòng)的個(gè)體而言，體育活動(dòng)所帶來(lái)的積極效應(yīng)應(yīng)該超過(guò)它帶來(lái)的厭惡效應(yīng)，而體育活動(dòng)之后所體驗(yàn)到的這種“良好感覺”會(huì)成為他們較好心理健康狀態(tài)的重要組成部分。如果體育活動(dòng)帶來(lái)的厭惡效應(yīng)大于積極效應(yīng)的話，個(gè)體就會(huì)減少或者中斷體育活動(dòng)。反之，個(gè)體就會(huì)越來(lái)越多的參與到體育活動(dòng)中，成為經(jīng)常鍛煉的人。對(duì)于經(jīng)常鍛煉的人來(lái)講，體育鍛煉能夠?qū)е滦睦淼慕】禒顟B(tài)?；蚝腕w育活動(dòng)之間的這種交互作用不僅僅能夠解釋為什么經(jīng)常鍛煉者認(rèn)為在運(yùn)動(dòng)之后情緒得到更大的增強(qiáng)(相對(duì)于不經(jīng)常鍛煉者而言)，而且還有利于解釋體育活動(dòng)和心理健康水平之間的關(guān)系。

五、基因?qū)w育運(yùn)動(dòng)影響心理健康狀況的可能神經(jīng)機(jī)制

來(lái)自神經(jīng)生理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的研究發(fā)現(xiàn)：由于體育活動(dòng)過(guò)程中的一元胺消耗會(huì)導(dǎo)致個(gè)體疲勞，因此體育運(yùn)動(dòng)所導(dǎo)致的厭惡效應(yīng)可能依賴于單胺能系統(tǒng)的基因型差異，而體育運(yùn)動(dòng)之后的獎(jiǎng)賞效應(yīng)則可能依賴于類鴉片活性肽(opioid)和多巴胺系統(tǒng)的基因性差異，發(fā)現(xiàn)劇烈運(yùn)動(dòng)對(duì)神經(jīng)活動(dòng)有顯著的影響，而這種神經(jīng)活動(dòng)一方面是由正向傳輸?shù)倪\(yùn)動(dòng)命令引起的，而另一方面則是由于肌肉的傳入性反饋而引起的。[18-19]而這些神經(jīng)活動(dòng)的區(qū)域(杏仁核、扣帶回前部的背側(cè)、扣帶回膝和眶額葉皮質(zhì))與內(nèi)臟感覺和情緒評(píng)價(jià)相關(guān)區(qū)域是相互重合的。[20]由于基因?qū)τ谶@些區(qū)域的大小和功能具有關(guān)鍵性的作用，因此有可能這也是基因-體育活動(dòng)的交互作用的一個(gè)來(lái)源。[21]

厭惡情緒和獎(jiǎng)賞情緒的基因差異還反應(yīng)在體育活動(dòng)后不同時(shí)間。如果體育運(yùn)動(dòng)后立即對(duì)被試進(jìn)行訪談，被試會(huì)報(bào)告出顯著的情緒水平的提高，包括緊張感、焦慮和憤怒感的降低，以及活力感的增強(qiáng)。[22]。研究者認(rèn)為體育活動(dòng)之后的正性情緒后效可能與opioid mechanisms和單胺能機(jī)制等有關(guān)。[23-24]而這些效應(yīng)的強(qiáng)度或者方向則是受到相應(yīng)基因影響的。與此相似的是，體育活動(dòng)之后的厭惡情緒也會(huì)受到基因型的影響，一些基因型的被試比其他基因型的被試更容易產(chǎn)生厭惡情緒。

六、對(duì)基因假說(shuō)的述評(píng)

基因假說(shuō)的提出，對(duì)于幫助研究者理解體育活動(dòng)和心理健康之間的關(guān)系具有非常重要的理論意義和實(shí)際意義。先前研究大多從心理、人格、社會(huì)環(huán)境等各個(gè)角度去論證二者的關(guān)系，但是這些研究大多僅僅是一種相關(guān)關(guān)系的探討，而基因假設(shè)為研究者提供了一個(gè)新的視角，從生理和遺傳機(jī)制的角度去探討二者之間的關(guān)系。另一方面，先前研究結(jié)論大多是建立在大樣本平均的結(jié)果基礎(chǔ)之上的，這種方法忽視了其背后所隱藏的每個(gè)個(gè)體之間的差異，基因理論則強(qiáng)調(diào)每個(gè)被試的基因傾向的差異性，以及這種差異對(duì)體育活動(dòng)效應(yīng)表達(dá)所能夠產(chǎn)生的影響。

但是，基因假設(shè)僅僅是根據(jù)行為遺傳學(xué)研究而做出的一種推測(cè)。究竟是什么基因型決定著個(gè)體的體育活動(dòng)以及相應(yīng)的心理健康狀況？盡管遺傳學(xué)、分子生物學(xué)等的發(fā)展使得研究者能夠發(fā)現(xiàn)了肥胖、心血管疾病相關(guān)的基因，而且已經(jīng)有研究暗示某些染色體與體育運(yùn)動(dòng)行為有關(guān)，甚至發(fā)現(xiàn)了一些可能相關(guān)的基因。[25-27]但是要確定是否真正存在著決定這二者的基因并不是一件容易的事情。今后的研究中需要對(duì)這些可能基因的效應(yīng)進(jìn)行不斷重復(fù)驗(yàn)證，如果能夠找到對(duì)體育活動(dòng)具有影響的基因，接下來(lái)再探討該基因與心理健康狀況之間的關(guān)系，就能夠找到基因、體育活動(dòng)與心理健康三者之間關(guān)系的最有力的證據(jù)。[28-30]

盡管研究者提出基因-體育活動(dòng)之間交互作用的是影響行心理健康的可能機(jī)制，但是迄今為止，還沒有關(guān)于這種交互作用的直接證據(jù)。今后的研究可以對(duì)基因水平和體育活動(dòng)水平兩個(gè)變量進(jìn)行系統(tǒng)的操縱變化，例如對(duì)不同體育活動(dòng)水平的雙生子、非雙生子被試進(jìn)行調(diào)查甚至是進(jìn)行不同水平的體育活動(dòng)訓(xùn)練，從而觀察他們心理健康狀況的改變。[31-33]另外，應(yīng)該意識(shí)到，除了基因等先天因素之外，還有其他許多對(duì)個(gè)體體育鍛煉行為、個(gè)體心理健康產(chǎn)生影響的因素。除了對(duì)心理健康狀況進(jìn)行調(diào)查之外，還需要搜集被試的體育活動(dòng)過(guò)程中相關(guān)生理指標(biāo)以及情緒、認(rèn)知評(píng)價(jià)等心理指標(biāo)，這樣才能更詳細(xì)的探討這種交互作用的具體機(jī)制。

基因假說(shuō)對(duì)于體育活動(dòng)以及心理健康教育具有重要的實(shí)踐意義。基因假說(shuō)并不否認(rèn)體育活動(dòng)在心理健康狀況中的作用，也并不是暗示“基因決定了心理健康狀況，體育活動(dòng)無(wú)用”。在現(xiàn)實(shí)生活中一些人能夠堅(jiān)持從事體育活動(dòng)，而其他人則很容易放棄；一些人能夠從體育活動(dòng)或者體育療法中得到心理健康狀況的改善，而另一些被試則很難獲益?；蚣僬f(shuō)的實(shí)踐意義在于，在開展各種體育活動(dòng)以及實(shí)施體育療法時(shí)，必須考慮基因變異的影響，這意味著對(duì)于不同個(gè)體需要不同的體育活動(dòng)計(jì)劃，這些個(gè)性化的活動(dòng)計(jì)劃能夠促進(jìn)個(gè)體的積極情緒，而避免厭惡情緒的增長(zhǎng)，而理解和探討相關(guān)的基因機(jī)制則是成功指定和設(shè)計(jì)個(gè)性化活動(dòng)計(jì)劃的必要前提條件。