不同运动项目干预对甲卡西酮戒断者健康水平和神经生物学机能的影响

刘杨子纯，韩雨梅，孟林盛，吕 慧，董 晋，卢 红

1 前言

中国戒毒委员会统计表明：截至2019年底，全国现有吸毒人员214．8万名。尽管中国治理毒品滥用取得了一定成效，但合成毒品滥用仍呈蔓延之势[1]。甲卡西酮是一种合成毒品，其化学成分与苯丙胺相似，作用于中枢神经产生兴奋效果。据药物滥用监测数据显示[2]：新型毒品甲卡西酮滥用数量增长迅猛，其滥用者主要来自山西，占总数的98．0%。近年来滥用甲卡西酮导致死亡的案例愈发引起社会关注，为此寻找安全、长期、有效的戒断疗法迫在眉睫。

运动干预被认为是一种潜在的戒毒新疗法，可能发展成为戒毒的一个独立或重要的辅助手段[3]。运动锻炼可以增加血液流动，防治高血压，提高血管舒缩功能，增强关节灵活度和稳定性，增强肌力、缓解疼痛[4]。适度运动可促进人体肌肉生成、降低脂肪含量，提高机体水、蛋白质和无机盐水平;同时，运动对脑细胞中的神经递质和神经肽类物质也会产生积极影响，进而改善人体的心理健康水平[5]。研究发现：长期坚持科学有节律的运动，能有效控制强戒人员稽延性戒断综合症，提高其心理健康水平，降低复吸率，有助于其尽早回归社会[6]。

目前我国强制隔离戒毒和社区康复缺乏针对性的药物依赖和复吸预防的有效治疗和干预手段[7]。随着体育与医学的日益交叉融合，药物依赖者的运动干预精准治疗已成为广泛关注的研究热点。然而，不同运动项目干预对甲卡西酮戒断者身心健康的促进效应及其机制尚不明确。因此，本研究以项群理论作为分组依据，根据不同项群特点选取4种不同的运动项目干预，对甲卡西酮戒断者运动干预前后的身体健康水平和神经生物学机能进行检测评价，筛选最佳的运动干预项目并阐释其作用机制，为甲卡西酮戒断者运动疗法的理论与实践研究提供参考。

2 研究方法

2．1 研究对象

按整体分层抽样方法，选取山西省长治大辛庄强制隔离戒毒所200名男性甲卡西酮戒断者为实验筛选对象。为保证在运动中的安全性及有效性，进行运动前先筛查。筛查方案参照美国运动医学会(ACSM)和美国心脏协会(AHA)发布的指南，分为自我筛查、医学筛查和健康体适能测试3个部分。

(1)自我筛查：主要采用体力准备活动问卷(PAR-Q)[8]和运动前筛查问卷的调查法[9](包括病史、症状及体征、用药史和过敏史、家族史、体力活动及运动习惯等其他健康问题)。

(2)医学筛查：主要包括体格检查和实验室检查。体格检查主要包括体重、身高、体温、血压、心率、肺部检查、心脏检查、腹部检查、下肢检查、皮肤检查、骨关节检查和神经功能的检查;实验室检查主要包括血液、尿液常规、血脂和血糖检查。

(3)健康体适能测试：包括心肺耐力、身体成分、肌肉力量、肌肉耐力和柔韧性。

根据上述筛查标准，选取了150名研究对象，甲卡西酮戒断者签署知情同意书并自愿参加本实验。赛进行练习;

(4)太极拳组：采用24式太极拳的单个动作学习与全套演练相结合的训练方式。

2．2．2 运动方案按照训练计划对运动组的120名强戒人员进行为期24周的运动干预实验。按适应阶段(2周)、平衡阶段(14周)、提高阶段(8周)进行具体训练;运动频率为每次45min，每天一次，每周训练5天。由戒毒所工作人员组织，具体训练方案的实施由山西大学体院学院和长治医学院公共体育部的专业老师指导训练。

运动强度的设定以美国运动医学会针对健康成年人的有氧运动强度的分级标准(ACSM)为指导[8]。戒断者在运动时的心率控制在其最大心率的60% ～70%，约为110～150次/min，最大心率用220-年龄来计算。实验研究流程如图1所示。

图1 实验流程图

表1 研究对象基本情况(n=150)

2．2 实验分组与运动方案

2．2．1 实验分组将符合筛选标准的150名甲卡西酮戒断者分为对照组与运动组。运动组根据运动项目随机分为健美操组、体适能组、篮球组和太极拳组，每组30人，共5组;对照组参加常规的戒断矫治活动，不进行任何形式的体育锻炼。运动组在常规戒断矫治活动的基础上进行24周的运动干预。对照组和运动组人员吸毒史和体质指数无统计学差异。4种不同运动项目分别为：

(1)健美操组：采用大众健身操(一级和二级)，结合踏板操进行练习;

(2)体适能组：主要采用敏捷训练、力量训练、爆发力训练等组合训练方式;

(3)篮球组：采用基础的篮球基本动作结合比

2．3 运动干预注意事项

(1)第一周干预时，每次练习控制在1h内，注意戒断者的身体反应。如果很累，应让其在规定区域内适当休息。

(2)干预时，以戒断者练习为主，讲解为辅。指导者主要起内容、时间安排和组织协调作用。

(3)每次练习后加强自我监督，根据主观反映情况分析戒断者对运动负荷的适应能力。当出现状态不良时，对运动负荷做出调整。

(4)每次练习，务必写好运动方案，有练习内容、时间、组织等。主项练习时间保证有30min，素质练习在20min内(包括练习间歇)。对于身体素质练习，不断改变练习方式和内容，保证练习效果。

(5)注意处理与戒断者、警官之间的关系，避免不愉快事件发生，并注意自身安全。

(6)干预过程中，戒断者出现身体不适时，应第一时间让其停下来，问清原因，并告知负责民警。

2．4 指标测定

2．4．1 健康水平测定

(1)体成分分析仪器采用体成分分析仪(Inbody720型，韩国Biospace公司)，通过生物抗阻法解析数据。测试主要包括体成分、BMI指数和健康评分三部分。

体成分项目包括：体重、体脂肪量、骨骼肌量、身体水分、蛋白质量和无机盐量。

BMI：指身体质量指数(Body Mass Index，BMI)。BMI=体重(kg)/身高(m)2。

健康评分：分析仪通过对涉及健康的危险性因素进行分析，得出影响健康的综合因素的评价报告;(2)生理机能指标分别采用血糖仪(卓越型，德国罗氏诊断有限公司)、血压计(HEM-7012型，日本欧姆龙公司)和便携式血乳酸仪(LT-1710型，上海伊曼国际贸易有限公司)对血糖、血压和血乳酸指标进行测定。

2．4．2 神经生物学机能测定神经生物学机能的测定使用酶标分析仪测定(DNM-9606型，北京普朗新技术有限公司)。测试包括血浆皮质醇、5-羟色胺和脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor，BDNF)三项指标。

血液收集：分别取运动干预开始前一天和结束后一天的清晨空腹状态下静脉血5ml，抗凝管收集后离心取上清，-80℃保存备用;血浆皮质醇、5-羟色胺和BDNF的测定采用ELISA试剂盒进行。

2．5 数理统计

3 研究结果

3．1 不同运动项目干预前后甲卡西酮戒断者健康水平的变化

3．1．1 运动干预后甲卡西酮戒断者健康水平的变化由表2可知，经过24周的运动干预，与对照组相比，运动组骨骼肌量、身体水分、蛋白质量和无机盐量略有提高，但没有显著性差异;BMI指数、血糖和血压略有下降，但没有显著性差异;体重、血乳酸和健康评分指标具有显著性差异(P﹤0．05);体脂肪量具有极显著差异(P﹤0．01)。上述结果表明：尽管体成分评价指标中仅有体重和体脂肪含量具有显著差异，但整体健康评分运动组显著高于对照组。提示运动组的健康状态向更良好的方面发展。

表2 运动干预后甲卡西酮戒断者健康水平的变化

3．1．2 不同运动项目干预后甲卡西酮戒断者健康水平的变化与运动干预前相比，24周后各运动组骨骼肌量、身体水分、血糖和血压均无显著性改变，体脂肪量均显著下降，健康评分均呈现极显著性提高(P﹤0．01);体适能组体重显著下降(P﹤0．01);体适能组和太极拳组蛋白质含量显著增加(P﹤0．01);健美操组和太极拳组无机盐含量显著增加且BMI比值显著下降(P﹤0．01)，见表3。

表3 不同运动项目干预后甲卡西酮戒断者健康水平的变化

如图2所示，篮球组24周后体重、体脂肪量和BMI比值均显著下降，蛋白质含量、无机盐含量和血乳酸水平显著增加，健康评分变化显著。提升幅度居运动组之首，高达12．08%。

图2 篮球组运动干预后甲卡西酮戒断者健康水平的变化

3．2 不同运动项目干预前后甲卡西酮戒断者神经生物学机能的变化

3．2．1 运动干预后甲卡西酮戒断者神经生物学机能的变化经过24周的运动干预，与对照组相比，运动组血清皮质醇、BDNF含量略有提高，但均无统计学意义;而血清5-羟色胺含量极显著性增加(P ﹤0．01)。

表4 运动干预后甲卡西酮戒断者神经生物学机能的变化

3．2．2 不同运动项目干预后甲卡西酮戒断者神经生物学机能的变化如图3所示，所有运动干预组24周后血清5-羟色胺含量均显著增加(P﹤0．01)。健美操组增加最为显著，运动后增加20．82倍。

图3 不同运动项目干预后甲卡西酮戒断者5-羟色胺的变化

4 讨论

4．1 运动干预对甲卡西酮戒断者健康水平的影响

山西省长治地区甲卡西酮药物滥用形势严峻。调查表明甲卡西酮滥用会对躯体自主神经系统、心血管系统和消化系统等产生深刻影响[10]。大量摄入甲卡西酮会导致欣快、狂躁、肌肉抽搐等症状，伴随营养不良、体重减轻、抑郁心境、焦虑等副作用，导致一系列生理、心理损害问题[11]。本研究讨论的健康水平包括身体成分和生理机能两方面。身体成分是反映人体内部结构比例特征的指标，体成分的不均衡将会导致肥胖、营养不良、骨质疏松、浮肿等一系列有害身体的健康问题;生理机能主要通过血糖、血压和血乳酸三项指标进行评价。

研究证实，运动干预可以增强药物戒断者体质、改善心理疾病、减少对毒品的依赖性，具有普适性、可操作性、绿色无副作用等优点[12]。本研究中，与对照组相比，运动组体重和体脂肪量显著下降，表明运动干预对甲卡西酮戒断者减重和减脂的效果良好。由于运动组骨骼肌量和蛋白质量没有显著变化，因此体重减少的原因主要源于体脂肪含量的下降。经过24周的运动干预，运动组的健康评分显著高于对照组，表明运动干预对甲卡西酮戒断者的身体成分和健康水平产生了积极显著的影响。运动组次日晨血乳酸水平显著高于对照组，提示受试者运动过程中糖无氧酵解供能比例增加，乳酸代谢增强。

4．1．1 篮球运动对甲卡西酮戒断者健康水平的影响篮球运动是一种可以加速人体脂肪分解，促进能量代谢，提高身体机能，增强灵活性的有氧运动项目。此项目结合了集体性和对抗性特点，不仅能够帮助戒断者提高健康水平，同时可以体现团队合作性，对转变消极观念、自我激励、促进身心恢复健康都具有显著的效果[13]。

BMI是目前国际上常用的衡量人体胖瘦程度以及身体健康状况的指标。在健康人群中，BMI指数的正常范围是18．5～23．9。本研究中，甲卡西酮戒断者BMI指数较健康人群偏高，属于超重水平。研究显示，毒品依赖者BMI超标可能会增加糖尿病和心脏病等疾病发生的风险[14，15]。赵振虎等研究发现，对戒毒矫治者实施12周的有氧运动干预，可使受试者BMI得到显著改善[16]。本研究结果显示：24周篮球运动干预后，甲卡西酮戒断者体重和体脂肪量显著下降(P﹤0．01)，蛋白质量、无机盐量显著升高(P﹤0．01)，BMI指数趋于正常，健康评分显著提高。提示篮球组戒断者的体成分变化最为明显，产生的效果最好。

本研究中篮球组运动干预后血乳酸水平较干预前显著提高(P﹤0．05)，表明篮球运动可以促进甲卡西酮戒断者糖酵解供能比例增加，血乳酸耐受力增强，部分原因也可能在于运动训练负荷量较大，受试者血乳酸水平尚未完全恢复所致。最新研究显示：乳酸在改善机体情绪状态等方面具有积极的作用。Carrard等人通过给抑郁动物模型外源性补充乳酸，可以对模型动物产生抗抑郁样作用[17]。因此篮球运动干预后机体乳酸水平升高可能有助于甲卡西酮戒断者产生积极的情绪体验，具体机制有待进一步深入研究。

4．1．2 健美操和太极拳运动对甲卡西酮戒断者健康水平的影响健美操以有氧运动为基础，包含七种基本步伐并配合手臂动作，运动频率和强度都易控制[18]，能够有效地减少脂肪沉积，促进能量代谢，改善身体健康水平;24式太极拳的一系列动作具有提高肢体稳定性和灵活性的特点，能够促进身体各项指标趋于正常，加速新陈代谢，改善健康状态。与太极拳相比，健美操动作较为激烈活泼，能量消耗更加明显。

本研究中，运动干预后健美操组无机盐含量显著增加，体脂肪量和BMI指数显著下降，健康评分明显增加;太极拳组蛋白质量和无机盐量明显增加，体脂肪量和BMI指数显著下降，健康评分显著提高。值得注意的是，健美操组的无机盐含量较太极拳组显著提高(P﹤0．05)。健美操组和太极拳组的运动方式均为伸展运动，两组的骨骼肌量在训练前后的差异不显著，说明操类运动提高肌肉力量的作用有限。牛心泽通过对60名男性戒毒人员进行为期10周的操类训练，结果发现操类运动对男性戒毒人员的肌肉量影响不显著，与本研究结果相似[19]。健美操可缓解疲劳、保持年轻的体态，能够促进人体的血液循环和新陈代谢作用，有助于甲卡西酮戒断者保持平稳、健康的精神状态。同时，太极拳运动可有效促进毒品成瘾者心血管功能的恢复。研究显示12周的太极拳锻炼可显著降低收缩压，改善生命质量[20]。本研究中健美操和太极拳干预后甲卡西酮戒断者收缩压和舒张压的均值均有下降。综上，健美操和太极拳运动干预有利于甲卡西酮戒断者改善身体成分，提高健康水平。

4．1．3 体适能运动对甲卡西酮戒断者健康水平的影响本研究中，甲卡西酮戒断者的体适能运动干预采用有氧运动、灵敏训练和力量训练的组合训练方式，使戒断者在练习的过程中充分调动全身肌肉以达到改善健康水平的目的。

24周后体适能组体重和体脂肪量显著下降，蛋白质量明显升高，健康评分显著提高，取得了较好的运动效果。Dolezal等人对甲基苯丙胺戒断者进行为期8周的运动训练，发现有氧运动可为甲基苯丙胺戒断者的体适能带来一定的健康效益，在肌力、肌肉耐力以及身体组成方面有显著改变，并且能够提高心血管系统的调节能力[21，22]，与本研究结果类似。

4．2 不同运动项目干预对甲卡西酮戒断者神经生物学机能的影响

从神经生物学机制来看，毒品成瘾是一种表现为持续性渴求和强迫性觅药行为的复发性脑慢病，与大脑奖赏系统受损有关[23]。在导致毒品依赖的过程中，许多神经递质的分泌水平和功能系统产生了显著变化[24]。大量研究证实，运动能够通过改善神经递质系统的水平与功能从而抑制毒瘾发作。甲卡西酮主要在大脑皮质、纹状体和部分海马体发生作用。当位于中枢和外周神经系统的神经末梢被甲卡西酮刺激时，可释放出多巴胺(dopamine，DA)、5-羟色胺(5-hydroxytryptamine，5-羟色胺) 等单胺类神经递质，从而导致神经兴奋。

下丘脑-垂体-肾上腺轴(The hypothalamic-pituitary-adrenal axis，HPA or HTPA axis)参与控制应激反应并调节身体活动。皮质醇是人体肾上腺分泌的人类糖皮质激素之一，在控制情绪以及权衡免疫细胞和炎症、血管和血压间的联系方面具有重要的作用[25]。5-羟色胺作为神经递质，可能参与痛觉、睡眠和体温等生理功能的调节。中枢神经系统5-羟色胺含量及功能异常可能与精神病和偏头痛等多种疾病的发病有关[26]。BDNF在中枢神经系统发育过程中，能促进神经元的生长发育，并且在认知、学习和记忆形成中都起着重要作用[27]。运动能够改善人体认知功能，被认为与BDNF的表达增加有关。孙海明等研究发现，甲基苯丙胺成瘾者比海洛因成瘾者表现出更多的认知障碍，如语言记忆和社会认知障碍[28]。

研究发现：甲卡西酮主要作用于大脑前皮质及海马体，可同时刺激中枢及外周神经系统的神经末梢释放5-羟色胺[29]。5-羟色胺的浓度在很大程度上决定了大脑神经的兴奋性。5-羟色胺的减少导致人体神经兴奋性减弱，继而容易出现抑郁症的症状。动物模型和临床患者研究均证明，抑郁症与血清5-羟色胺代谢下降有关，而体育锻炼具有调节中枢神经系统功能、改善情绪的作用[30]。3周有氧运动(跑轮)可以显著改善大鼠因甲基苯丙胺造成的纹状体多巴胺能神经元和5-羟色胺神经元损伤[31];12周的中等强度有氧运动干预可明显改善甲基苯丙胺依赖者的焦虑和抑郁症状[32]。中等强度的有氧运动可以引起体内激素水平的明显改变，能够促进肾上腺素分泌，促进5-羟色胺神经元的激活并刺激多巴胺分泌，体现了体育锻炼的抗抑郁和抗焦虑的神经生物学作用[33]。本研究中4种运动项目干预后5-羟色胺含量均显著增加，说明运动干预改善了影响甲卡西酮戒断者心理健康状态的神经生物学物质，可以促进戒断者对自我不良情绪的控制能力。

研究显示：可卡因吸食者在戒断初期会对毒品的渴求度增加且同时伴随血清皮质醇水平的显著增高，提示毒品渴求与皮质醇水平呈正相关[34]。然而近期多项研究发现，通过测定血清中皮质醇反映戒断者毒品成瘾、渴求程度存在一定的局限性[35]，静脉采血前面临的压力会影响肾上腺皮质活动，血液皮质醇会受到昼夜节律的影响等。Russell E等指出[36]，头发皮质醇在取样、分析检测等方面具有优势性和可靠性，并且如果采取干预措施促进戒毒康复，可能会使皮质醇水平下降加快[37]。本研究中运动组血清皮质醇水平与对照组相比无显著性差异，未来的工作可以尝试采集受试者头发样本进行综合比对分析。

血清BDNF水平可直接反映中枢神经系统BDNF浓度[38]。最近有研究报道称当血清 BDNF水平≤1 251．0pg·mL-1时，毒品依赖者戒断期间出现抑郁症状的风险更高[39]。Toups等人的研究显示有氧运动可以增强抑郁症受试者BDNF水平和海马体积，可能是改善抑郁的关键手段[40]。本研究中，运动组与对照组血清BDNF水平无显著性差异，且血清 BDNF水平均高于 1 251．0pg·mL-1，提示甲卡西酮戒断者无显著的抑郁倾向，可能与研究对象的选取有关。运动干预可能更利于改善药物滥用者初期的戒断症状[41]。

综上所述，从神经生物学机能角度来看，所有运动干预组24周后血清5-羟色胺含量均显著增加(P﹤0．01)。健美操组增加最为显著，运动后增加20．82倍，提示健美操锻炼能够增强甲卡西酮戒断者调控情绪和维持平衡心态的能力，更有利于缓解其焦虑、抑郁和其他不良情绪，产生了最积极的效果。

5 结论

24周的运动干预可以显著改善甲卡西酮戒断者的健康水平，提高神经生物学机能，促进身心康复。篮球运动干预提高甲卡西酮戒断者健康水平的效果最好，而健美操改善神经生物学机能的效果最佳。