ABSTRACT

Environmental factors play an important role in children’s growth and development. As children grow up, they are exposed to various types of stressors, excessive and sustained stress exposure can undermine children’s own fragile biological protection mechanisms, and result in a series of stress reactions that may endanger children’s physical and mental health. Technical methods for quantitatively evaluating the effects of stress response are important means for conducting research in fields such as medicine, psychology and education. In this paper, salivary a-amylase was selected as a biomarker, and a review was written to present the recent advances of salivary a-amylase as the marker in the research of child stress, enumerating the case study and methods of using salivary a-amylase as index to assess children’s physical and mental health, which could provide new methods and ideas for related professional researchers to conduct research on child development.

Keywords:Salivary a-Amylase, Children, Stress, Research Progress

唾液a-淀粉酶在儿童应激中的研究进展

李 达，谢 丽，康学军^*

东南大学生物科学与医学工程学院暨儿童发展与学习科学教育部重点实验室，江苏 南京

收稿日期：2020年1月1日；录用日期：2020年1月14日；发布日期：2020年1月21日

摘 要

环境因素对儿童生长发育起到重要作用。在儿童成长过程中会接触到各种类型的应激源，过强、持续的应激暴露会破坏儿童自身较为脆弱的生物学保护机制，并由此产生一系列可能危害儿童身心健康的应激反应。量化评价应激反应效应的技术方法是开展医学、心理学、教育学等领域研究的重要手段。本文选取唾液a-淀粉酶作为生物标志物，通过综述唾液a-淀粉酶在儿童应激领域的最新研究成果，展示唾液a-淀粉酶指标检测用于评测儿童身心健康的研究案例和方法，为相关专业研究者开展儿童发展研究提供新的办法和思路。

关键词 :唾液a-淀粉酶，儿童，应激，研究进展

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1. 引言

a-淀粉酶存在于体液及组织中，已经报道的唾液、血液、尿液等体液中均发现a-淀粉酶活性 [1] [2]，人体组织如胰腺、唾液腺、乳腺等的提取物也都发现a-淀粉酶存在。其中唾液a-淀粉酶(salivary a-amylase，SAA)是一种受交感和副交感神经支配，由唾液腺细胞直接分泌的唾液蛋白质 [3]，在唾液蛋白质中占比40%~50% [4]。唾液a-淀粉酶能够水解糖链内部的a-1,4-糖苷键，以往研究较多关注其对糖原、淀粉等碳水化合物的消化作用，此外，还能抑制口腔中细菌生长和附着，对口腔粘膜的免疫有重要作用 [5]。近年来，SAA在应激领域的众多研究成果被持续报道。

应激源是指能够引起局限性或全身性适应综合征的各种因素的总称，无论是生理性的还是病理性的，都将激活人体中的交感–肾上腺髓质(sympathetic-adrenal medulla，SAM)系统，从而导致机体一系列的生理变化 [6]。在面对应激时，神经内分泌的改变是其他器官功能改变的先导和基础，在应激状态下的神经内分泌变化错综复杂，与应激密切相关的物质包括神经递质及其受体、免疫因子、神经肽、应激蛋白、核酸等，在这其中SAA被确认是代表交感–肾上腺髓质系统功能的标志物 [7]。当交感神经兴奋时，SAA分泌量增加，而且反应速度比皮质醇等激素还要快 [8]。因此SAA的活性水平能很好地反应人体的身心机能状态，与人体应激时自主神经系统(autonomic nervous system，ANS)的变化密切相关 [9]，同时，研究也表明SAA作为一种无创且易于采集的生物标志物，可以有效地反应儿童自主神经系统的活动情况 [10] [11] [12]。

长期的研究表明，适度的刺激对儿童的健康发展是必要的，有助于其增强学习与记忆等功能，但是强烈且长期的应激则会损害儿童的认知功能及机体健康 [13]。近年来探究应激对儿童的作用效果及认知功能的影响，并揭示其作用机制，成为学者当前的研究热点 [14]，本文旨在论述以SAA为生物标志物的儿童应激研究，为评估和确认SAA作为儿童应激的生理指标提供相关依据，进而从应激的角度揭示儿童发展规律。

2. 唾液a-淀粉酶的日内节律变动和应激变化

2.1. 日内节律变动

SAA水平节律以日为单位做周期性波动。Nater和Rohleder等人探究SAA水平日内节律变动规律，发现其分泌率呈现昼低夜高的状况，且昼夜节律变化与唾液皮质醇几乎成镜像关系 [15]。如图1所示，包括唤醒时、唤醒后30分钟和60分钟，以及日内9:00至20:00等时间节点。可以看出在唤醒后SAA水平迅速下降，并在日内总体呈上升趋势，至18:00达到峰值后降低。

图1. 唾液a-淀粉酶与皮质醇日内节律变动 [15]

2.2. 应激变化

在应激作用下，SAA水平和休息状态下存在显著差异。研究表明，SAA水平增加与应激产生的压力成正相关，包括运动应激、冷、热应激以及考试应激等 [10]。Nater等人招募24名成年人接受特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Test，TSST)，并设置休息对照组，结果显示应激作用下SAA水平变化显著。如图2所示，其中−10至0分钟为测试时段。

图2. 唾液a-淀粉酶在应激和休息状态时的水平

3. 唾液a-淀粉酶在儿童与成人应激中的差异性研究

儿童的发育在持续进行，体内淀粉酶的活性与成人相比存在一定差异性。如钱继红等人指出，新生儿SAA活性水平极低，在成长过程中逐步提高，并在6~12个月内能够达到成人水平 [16]。SAA能否准确表征成长不同阶段的儿童应激反应，研究在持续开展中。

Yang等人分别收集47位儿童(6~10岁)和成人(20~25岁)在柠檬酸刺激前、后的唾液样本，实验发现儿童在酸刺激前、后SAA水平显著低于成人，且儿童在刺激后SAA活性恢复到基线水平的速率低于成人 [17]。Yim等人选取24名儿童(9~12岁)，与26名成人(18~23岁)共同接受特里尔社会应激测试，结果显示儿童组SAA水平未检测到变化，而成人组检测到水平升高 [18]。为进一步研究，Strahler等人分别选取儿童组(6~10岁)、青年组(20~31岁)、老年组(59~61岁)三组人群来进行比较，同样采取特里尔社会应激测试的方式，结果显示测试前儿童组SAA基线水平高于青年组和老年组，但应激过程中SAA峰值响应水平排名依次为：青年组 > 老年组 > 儿童组 [19]。上述研究结论提示SAA水平在应激状态下存在与年龄有关的差异性。

4. 唾液a-淀粉酶在患病儿童应激中的应用研究

4.1. 口腔疾病

国内、外学者利用实验范式来研究口腔疾病患儿SAA水平与焦虑程度之间的关系。AlMaummar等人借助量表，从大样本口腔患儿(151例)筛选出恐惧组、焦虑组及空白组3组，研究结果显示恐惧组患儿SAA水平较焦虑组和空白组要高，得出患儿SAA响应水平与心理状态相关的结论 [20]。Alaki等人收集牙科初次就诊和再次就诊的各40名患儿在术前、术后等关键节点上的唾液样本，结果显示无论是初次就诊还是再次就诊，术后患儿SAA水平要高于术前，此外，再次就诊患儿的术前SAA水平比初次就诊患儿要高，可能是初次手术的疼痛心理印象导致的 [21]。Yildirim等人研究全身麻醉(general anesthesia，GA)对龋齿患儿手术焦虑水平的影响，收集38名儿童术前、术后的唾液样本，结果显示实施全身麻醉术后的SAA活性比术前要低 [22]。上述研究提示口腔手术会导致患儿SAA水平升高，即患儿焦虑情绪加剧。

4.2. 癌症

积极的情绪调节有助于癌症患儿抵御治疗过程中的痛苦。Jenkins等人将73名癌症患儿随机分配到3种情绪干预组(分散注意力组、积极安慰组和空白对照组)，统一接受冷压任务(the cold presser task，CPT)的实验性应激(即将手放入7℃的冷水中直至无法忍受)，结果显示积极安慰组患儿SAA水平涨幅比分散注意力组和空白对照组患儿要小，且积极安慰组患儿SAA恢复到基线水平速率最快 [23]。该研究揭示积极的情绪干预，可以赋予患儿减轻治疗带来痛苦的适应能力。

4.3. 躯体创伤

躯体创伤患儿处于应激状态中可能会损害其身心健康。Ewing-Cobbs等人选取颅脑外(extracranial injury，EI)患儿29名、健康对照组儿童33名，并在术后6个月(近期创伤期)统一进行儿童版特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Test for Children，TSST-C)，结果显示颅脑外伤患儿的SAA峰值响应水平相比健康儿童更低 [24]。该研究揭示创伤后遗症将影响后续儿童SAA的应激作用效果，但长期影响效果不确定。有一项研究发现，在9至12岁遭受虐待的儿童人群，到18岁再进行评估，结果发现SAA水平与正常对照组不再有差异 [24]。

5. 唾液a-淀粉酶在健康儿童应激中的应用研究

5.1. 儿童版特里尔社会应激测试

探究SAA水平变化以评估健康儿童应激效果方面有多项研究。王晓蕾等人选取150名五、六年级的儿童被试，进行儿童版特里尔社会应激测试，测试后儿童人群SAA水平显著性升高 [25]。该实验验证儿童版特里尔社会应激测试在国内儿童人群的适用性。体育运动(physical activity，PA)能够促进儿童的认知功能发展，比如学习与记忆等。Wunsch等人选取44名青春期前的儿童连续7天进行体育运动，期间对儿童人群进行儿童版特里尔社会应激测试，体育运动导致的SAA峰值响应水平与之前的体育运动强度与成负相关 [26]。说明体育运动能够缓解应激对儿童认知功能带来的压力。Lucas-Thompson等人为评估家庭生活环境(指父母婚姻冲突程度)对儿童应激响应能力的影响，组织153名儿童人群进行儿童版特里尔社会应激测试，结果显示儿童SAA峰值响应水平因父母负面婚姻冲突加剧而减弱，即父母负面婚姻冲突会让孩子的应激响应能力下降 [27]。揭示和谐的家庭生活环境对孩子成长的重要性。

5.2. 学业压力

学业压力作为儿童应激源的研究成果显著。Kapsdorfer等人根据焦虑评分量表，将36名小学生分为高特质焦虑组和低特质焦虑组两组，并进行考试前、后自身对照，结果显示考试后两组儿童SAA活性均显著性增加，其中在考试后，高特质焦虑儿童SAA水平比低特质焦虑组要低 [28]。该研究结果提示不同特质的青春期儿童面临学业压力的应激响应水平不同。陈晓丽等人系统对某初中3个年纪学生进行评估，收集考试前、后唾液样本并记录学生考试成绩，结果显示：①各年级考试应激SAA水平具有显著差异，其中高年级(指初三)学生SAA水平最高；②在考试应激作用下，女生SAA水平低于男生SAA (P < 0.01)；③考试后应激SAA水平(高、中、低三组别)对应的不同学生，其考试成绩也有显著性差异，其中SAA低组别学生成绩统计分析值最高，说明良好的心态有助于考试水平的发挥 [29]。该研究成果可为儿童心理卫生工作提供参考依据。

5.3. 体育竞技

跆拳道运动员比赛期间心理应激强烈。Capranica等人在比赛前、后收集9名少年运动员(年龄11.0 ± 0.9岁)的唾液样本，结果显示少年运动员比赛期间SAA水平不断升高，且在赛后半小时水平达到最高值，特别是对于连续参赛的少年运动员，其SAA水平表现出持续增加趋势 [30]。该结果提示教练亟需在比赛期间协同运动员采取有效恢复策略。

5.4. 校园欺凌

校园欺凌现象引发社会广泛关注。Rudolph等人选取132名在校学生(68名女生，64名男生，年龄9.46 ± 0.33岁)，在儿童进行欺凌模拟实验前、后收集唾液样本，结果显示SAA水平升高与儿童受欺凌后产生的负面情绪(如沮丧程度)成正相关(P < 0.05)，其中SAA水平升高与女生受欺凌程度成正相关(P < 0.01) [31]。提示儿童SAA水平可以用来判定学生在校受欺凌程度。

6. 结语

综上，在儿童应激相关研究中，值得注意与成人相比，儿童SAA水平在成长的不同阶段(尤其在婴儿期)会存在一定差异性，研究结果显示SAA水平变化能有效表征儿童应激反应。此外，将SAA活性研究，与儿童成长过程中的认知功能发育、神经作用机制等研究结合起来，能更好地理解儿童体内交感–肾上腺髓质系统在应激状态下功能变化的意义。并提示利用SAA检测的方法可以量化评价应激反应效应，为医学、心理学、教育学等领域实证检测儿童身心健康提供新的方法和理论依据。

致谢

感谢国家自然科学基金面上项目(81673230)对本论文的支持。

基金项目

国家自然科学基金面上项目(8167120593)。

文章引用

李 达,谢 丽,康学军. 唾液a-淀粉酶在儿童应激中的研究进展
Research Progress of Salivary a-Amylase in Children’s Stress[J]. 临床医学进展, 2020, 10(02): 85-91. https://doi.org/10.12677/ACM.2020.102014

参考文献