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Going Outside Can Change Our Hormones and Improve Microbiome Diversity

2025/1/8
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Science Quickly

AI Deep Dive AI Insights AI Chapters Transcript
People
K
Kathy Willis
R
Rachel Feltman
Topics
Rachel Feltman: 本期节目讨论了亲近自然对身心健康益处,特别是植物对人体的影响。 Kathy Willis: 我的研究始于一个观察到病人康复速度与病房窗外景观相关的研究。这引发了我对自然与人类健康之间关系的深入探索。研究表明,与自然互动会通过影响神经系统、激素系统和微生物组三个主要机制来改善健康。 与自然互动会影响神经系统,降低心率、血压等指标,让人感到平静。同时,它还会影响激素系统,降低压力激素水平,如肾上腺素和唾液淀粉酶。 此外,植物释放的挥发性有机物会进入人体血液,影响生化过程。生物多样性环境中的微生物组多样性也会影响人体微生物组,从而改善人体健康。 即使在室内或城市环境中,也能通过与植物互动来获得益处。室内植物可以改善空气中的微生物群落;不同植物的气味会影响人的情绪和健康,例如薰衣草可以放松身心,迷迭香可以提神,柏科植物可以增强免疫力。 改变通勤路线,选择经过公园的路线,可以降低压力水平,更快地从压力中恢复。即使是简单的在公园散步和聆听自然的声音,也能有效降低压力水平。 未来研究需要更深入地探讨自然疗法的剂量、疗程和成本效益,并与其他疗法进行比较。城市规划应将自然环境纳入基础设施建设,而非附加项目。

Deep Dive

Key Insights

What physiological changes occur when we interact with nature?

Interacting with nature triggers changes in the nervous system, such as reduced breathing rate, lower heart rate, decreased blood pressure, and a shift to parasympathetic variability, which induces physiological calming. It also affects hormone levels, reducing adrenaline and salivary amylase, a stress-related hormone. Additionally, volatile organic molecules from plants enter the bloodstream, interacting with biochemical pathways similarly to prescription drugs.

How does exposure to biodiverse environments impact our microbiome?

Exposure to biodiverse environments increases the diversity of beneficial microbes in our gut. Studies show that up to 93% of our gut microbiome is influenced by our environment and diet. For example, playing in organic soil or being in green spaces can elevate gut microbiome diversity and reduce inflammatory markers in the blood, as seen in studies with children and adults.

What are the benefits of having plants indoors?

Indoor plants can seed the air with beneficial microbiota, improving air quality and health. For instance, spider plants actively release good microbes into the air. Additionally, certain plant scents, like lavender, can reduce stress and promote relaxation, while rosemary can increase alertness. Japanese cypress oil, for example, has been shown to elevate natural killer cells, which combat cancer and viruses.

How does walking through urban parks compare to walking on city streets?

Walking through urban parks significantly reduces physiological and psychological stress compared to walking on city streets. Studies show that participants who walked through parks experienced lower heart rates, reduced stress hormones, and greater calmness than those walking on streets. This effect is attributed to the calming influence of green vegetation and natural sounds.

What future research is needed to understand the health benefits of nature?

Future research should focus on determining the 'dosage' of nature needed for health benefits, such as how long and how often one should interact with nature. Additionally, cost-benefit analyses are needed to compare nature-based interventions with traditional therapies like cognitive behavioral therapy. Clinical trials are also essential to provide medical professionals with evidence-based guidelines for prescribing nature exposure.

What are the economic benefits of nature-based interventions for mental health?

Nature-based interventions, such as spending time in gardens, can be more cost-effective than traditional therapies like cognitive behavioral therapy. A study in Copenhagen found that participants who spent time in university gardens had fewer medical visits and were more likely to remain at work a year later compared to those who underwent cognitive behavioral therapy. This highlights the potential for nature-based solutions to reduce healthcare costs and improve long-term outcomes.

Chapters
This chapter explores the various ways nature impacts human health, focusing on how our senses interact with plants and the outdoors. It explains the effects of nature on our nervous system, hormone system, and microbiome, highlighting the importance of biodiversity.
  • Nature affects our nervous system by influencing breathing rate, heartbeat, blood pressure, and heart rate variability.
  • Interaction with nature impacts our hormone system, reducing adrenaline and salivary amylase.
  • Biodiverse environments promote microbiome diversity, influencing metabolic processes and reducing inflammation.

Shownotes Transcript

本播客部分由PNAS科学会议赞助,PNAS科学会议是《美国国家科学院院刊》制作的节目。科学会议播客以简短而富有见地的对话形式,与领先的研究人员进行交流。在我们最新的专题节目中,我们探讨了植物性肉类替代品的潜在益处目前受到环境、健康和经济权衡的限制。不要错过。在iTunes、Spotify或您收听播客的任何地方订阅科学会议。

嗨,听众们,新年快乐。这里是科学美国人科学速递,我是瑞秋·费尔特曼。无论您是狂热的背包客、偶尔散步的公园漫步者,还是与户外活动的关系介于两者之间的人,您可能已经知道,在自然中度过时光是减压的好方法。

但是,如果赏叶不仅仅是帮助您放松身心呢?好吧,根据最近的一本书,植物的景象、声音和气味会对我们的身体产生严重的影响。我今天的嘉宾是凯西·威利斯,她是牛津大学的生物多样性教授,在那里她还担任圣埃德蒙大厅的校长。她是《美好自然:观看、嗅闻、聆听和触摸植物有益于我们的健康》一书的作者。

非常感谢您今天加入我们。荣幸之至,绝对荣幸。您是生物多样性教授,您的许多工作都集中在植物及其生态系统的福祉上。您是如何对植物生命如何影响人类健康和福祉感兴趣的呢?

没错。我是一个一直致力于研究植被与气候变化之间界面的人,而且非常学术化。但后来我参与了一个大型国际项目。我的部分角色是收集有关自然与人类健康之间关系的信息。

当我仔细阅读文献时,我不断遇到1984年发表在一流科学期刊上的这项研究,该研究表明,从医院病房窗户看到树木的人胆囊手术恢复得更快,并且比那些没有看到树木的人需要的止痛药更少。我认为这真的很奇怪。那些看着砖墙的人?是的。

这是怎么回事?他们在病房里。他们在某种医院房间里。所以这与房间的环境无关。这与他们所看到的东西有关。它是否影响了他们的健康?所以这让我走上了一条截然不同的道路,因为我开始研究这篇论文。

并意识到,显然,观看自然的行为不仅会引发精神上的变化,还会引发身体上的生理变化,从而改善人类健康的恢复率和效果。这就是我开始整个旅程的方式,真正地说,好吧,还有什么呢?当您与自然互动时,还有哪些感官会对我们的健康和福祉产生影响?

这太迷人了。您的新书探讨了这些感官如何将我们与自然联系起来。您能否告诉我们一些您在探索过程中发现的内容?研究对我们如何与植物和户外环境联系有何说法?它既包括户外也包括室内,但我肯定可以从户外开始。我的研究方法和开始整理文献的方法是观察不同的感官。所以我们的视觉、听觉、嗅觉、触觉,我们的

然后还有一个隐藏的感官,但我们稍后再讨论。但我实际上发现,每一个感官都会在我们体内引发不同的反应。当我们与自然互动时,会触发三种机制。

三种直接的机制。但首先,它会影响我们的神经系统。因此,它会触发呼吸频率、心跳速度下降、血压下降、心率变异性等方面的变化。它会改变为副交感神经变异性,这会诱导更多的生理平静。但它也会影响我们的激素系统。

我认为,对于心跳和呼吸来说,这更明显。但例如,您的肾上腺素会下降。唾液淀粉酶(一种存在于唾液中的激素,在您感到压力时会升高)会减少。然后所有这些心理学实验都表明,当您的感官与自然的某些方面互动时,您的心理状态会更好。

然后还有自然的两个其他方面。首先,当我们吸入感官时,您获得的感官是分子。它们是挥发性有机分子,当它们从植物中释放到空气中时,基本上会变成气体。这些分子会进入我们的血液,一旦穿过我们的肺膜并进入我们的血液,它们就会相互作用。

与某些生化途径一样,就像您服用处方药一样。最后,另一件事,所以我们的身体吸收了自然的那些方面并进入我们的身体。实际上,我们不应该对此感到惊讶。我们知道污染会进入我们的血液。空气中的污染会进入我们的血液,但自然的良好方面也会进入。

最后,从研究中我还发现,当您处于生物多样性更高的环境中时,该环境具有更多样化的细菌组合,即我们都需要的好微生物。

而您的身体会采用并吸收该环境微生物组的特征,这再次让我感到着迷。因此,它会触发对我们有益的各种代谢过程。太酷了。我很想了解更多关于您提到的隐藏感官的信息。

对于隐藏的感官,我的意思是,我们一直在受到轰炸。我不知道您是否一样,但每次我打开报纸时,我都会看到另一篇文章,关于我们每周必须吃30种植物,我们应该吃腌菜等等来增加肠道微生物群。这是真的。我认为这里有很多真实、非常重要的科学依据。

从研究中我了解到,首先,我们高达93%的肠道微生物群不是遗传的。这与我们的环境和我们吃的东西有关。现在,我们考虑的是我们吃什么,但我们没有考虑我们的环境。但大约10年前开始了一些工作,他们开始表明,生活在生物多样性更高的环境中的人们,那里有更多种类的植物、不同高度的植物等等,以及更多有机环境的人们没有使用大量的化肥。

这些环境,如果您测量这些环境中的空气,它们充满了我们正在努力通过食物摄入肠道的所有这些细菌。一旦我们处于这些环境中或触摸到有机土壤,

我们会采用这种特征。因此,我们会吸收所有这些有益的微生物,并将其带入我们的肠道。现在,为什么这很重要?因为然后对幼儿园年龄组进行了一些非常漂亮的研究。所以,你知道,孩子们去芬兰的托儿所或游戏学校,他们基本上在28天内,一组孩子在他们的沙坑里玩耍。他们从当地的松树林中放入土壤。

另一组使用了无菌沙子。他们测量了他们的皮肤微生物群。他们通过粪便测量了他们的肠道。但他们也测量了他们的血液。他们发现,28天后,那些在土壤中玩耍的孩子们的肠道微生物群大大增加。但真正关键的是,他们测量了血液中的炎症标志物。他们的炎症标志物下降了。

他们还在成年人身上发现了同样的情况。与土壤玩耍的成年人,甚至是在有绿墙的房间里坐着的成年人。28天后,他们已经吸收了这种微生物群,而且它也以一种非常好的方式影响着他们的血液。就像我们被告知我们的饮食一样,我们应该注意我们的饮食,你知道,多吃植物,因为它会这样做。你也可以通过你的环境来做到这一点。

我发现这真的、真的很有趣。因此,除了每周吃30种植物外,我们还应该每天与植物互动,以在肠道中建立有益细菌。是的,那是……

非常引人注目的研究。我认为这是一个很好的过渡,因为我们的许多听众可能无法轻松获得可以玩耍的土壤或郁郁葱葱的绿色空间。当我们被困在室内或城市环境中时,研究对利用户外植物的积极力量有何说法?

你绝对可以在室内做到这一点。它改变了我的办公室、我的工作场所,甚至我的家,因为研究表明,如果您的办公室里有植物,您就会获得所有好处。例如,在您的办公桌上放一瓶玫瑰花,最重要的是,房间里的植物会播撒空气中的有益微生物群。

因此,像蜘蛛植物这样简单的东西,它不必是奇特而大型的东西。它可以是像蜘蛛植物一样快速繁殖的东西。他们已经证明,这些植物会主动地用这种有益的微生物群播撒空气。但同样,在室内,有一些漂亮的研究表明,当您闻到某些植物的气味时,它会影响您的感受。薰衣草会让您更放松,因为它

一旦进入您的血液,它就会与生化途径相互作用,就像您服用抗焦虑药物一样。因此,如果您想更放松或想睡觉,您可以在卧室里扩散薰衣草。如果您想更清醒,您应该使用迷迭香。

如果您想真正做一些对您有益的事情,他们已经证明,当您闻到杯状植物科的气味时,它不仅会降低您的肾上腺素激素,还会提高血液中的自然杀伤细胞。自然杀伤细胞是那些攻击癌细胞和病毒细胞的细胞。

所以我们都希望血液中自然杀伤细胞升高。所以在我的家庭研究中,我在扩香器中使用了日本柏树油。我只是在那里放了几滴。每隔几天,我就打开它20分钟。它不会伤害我,但它可能会带来更多好处。所以你在室内可以做很多事情。但是我进入办公室或房屋的次数很多,那里唯一看到的植物是塑料的,如果你喜欢的话。

所以它真的在思考,我能带什么到我的房子、我的办公室或我的住所,以带来这些福祉益处?是的。您提到了您自己改变环境和习惯的个人经历。您能否告诉我们更多关于这些变化的信息?您知道,您发现哪一个影响最大?我发现最有效的事情之一就是改变我的上班路线。直到现在,直到,你知道,我开始写这本书,我

我走的是最快的路线,你知道,我骑着自行车,只是沿着街道走。然后我开始观察,有一些漂亮的研究已经进行,特别是在美国,实际上在日本也是如此,他们在日本实验中做得很好。他们有一组参与者,都是日本男性,年龄相同,不吸烟,没有饮酒或其他任何东西。他们沿着街道走了15分钟,然后穿过当地的城市公园走了15分钟。

他们测量了他们的生理和心理指标。存在显著差异。因此,穿过公园散步,他们的生理和心理比他们以同样的速度在街道上走15分钟要平静得多。这真的让我开始思考,实际上,你能调整你的路线,以便在上下班途中花更多的时间吗?

通过公园走,我现在就是这样做的。这确实有影响。你只是感觉更平静了。现在,我的一部分认为,哦,我感觉更平静了,因为我知道它应该让我更平静。但即使你压力很大,他们已经证明,当你看到绿色植被时,如果你看到自然,特别是看到绿色植被,你会比不看时更快地从压力中恢复过来。

众所周知,现在全球大部分疾病都不是传染病。它们实际上是高压力水平导致的疾病。

所以,你知道,我们真的、真的需要非常认真地考虑这个问题,因为长期的高压力水平对我们和我们的健康真的非常不利。但另一件事,也许这对您的听众很重要,您不必为了获得益处而奔波。但有一项可爱的研究,他们在八周的时间里测量了人们的唾液淀粉酶,他们可以选择他们在公园里做的运动。

他们发现,实际上,那些去公园散步并坐下来的人,唾液淀粉酶的减少程度更大,即压力更小,而不是那些做其他所有事情的人。我认为这总是值得记住的。你不必跑步才能获得这些好处。你只需要看看并享受。然后我做的另一件事是,当我研究关于声音和自然声音的章节时,很明显,某些声音,如悦耳的鸟鸣声,

或者树叶在风中沙沙作响的声音,或者小溪潺潺流淌的声音,这些声音对健康有非常显著的益处。各种各样的东西都会减少。但即使是疼痛,他们在医院里也发现,那些正在进行手术的人,他们仍然清醒着,比如使用硬膜外麻醉,如果他们能听到鸟鸣和树木的声音,他们的压力水平会低得多。所以我现在走路时不戴耳机,除非我在交通附近,否则我会戴。这是一个很好的建议。现在你

完成这本书,它已经问世,您认为该领域的未来研究中最重要的一些领域是什么?我认为,自然界中证据确凿的一个重要领域是,我们知道会触发所有这些好处,但我们现在需要向医学界提供他们需要才能正确开处方的细节。我们还没有做到这一点。

例如,如果您考虑一下医生或您去看病的人,他们通常会给您开处方药,因为所有临床试验都已对该处方药进行过测试,以告诉您针对该疾病应服用哪种药物。所以我们知道焦虑症等等可以通过与自然互动来缓解。

但第二件事是,你服用多少?我们还需要知道剂量是多少。因此,您需要与自然互动多长时间才能获得益处?最后,这对于政府来说非常重要,当然对于英国的国民医疗服务体系来说也是如此,那就是成本效益是多少?所以这种药物的效率如何?与自然相比,例如认知行为疗法来应对临床水平的焦虑,其疗效如何?

但有一些非常有趣的研究正在进行。哥本哈根有一项研究,他们找来因焦虑而休假的人,并将他们分成两组。第一组在10周内与训练有素的精神科医生一起进行认知行为疗法。他们每周进行两次会议。

另一组每周在大学花园进行三次会议。他们可以与园丁一起做事,也可以进行活动或只是坐着。10周后,他们查看了再次去看医生的次数。他们发现,实际上两者都非常成功。但其中一种是在花园里,比另一种便宜得多。但这项研究真正有趣的是,一年后,他们回去重新调查了这些人,看看有多少人仍在工作。

现在,我假设认知行为疗法,他们会更多地工作,因为他们已经掌握了应对技巧。但事实恰恰相反。

在花园里度过时间的人的比例远高于那些进行认知行为疗法的人。因此,您可以从这项研究中开始计算成本效益。这就是我们需要进行的这类实验,以及这些更大的临床试验。但即使在牛津,我们一直在做的是,与其给您这种药物,不如每周散步20分钟,三次。但你告诉他们去哪里散步呢?而且是

尤其是在冬天,夏天一切都很好。鸟儿在唱歌。一切都绿意盎然。但在冬天呢?所以我们一直在植物园和这里的温室里寻找。这就是我们需要采取的那种方法。然后我要说的另一件事是,我坐在政府的第二议院,上议院,我们真正需要做的是确保自然不会总是排在优先事项列表的那么靠后,在城市建设时,首先要做的就是清除自然。

因为所有这些中最重要的事情是,人们需要靠近自然。我们都在国际上签署了这项协议,但试图说服政府在查看城市规划时确保自然成为基础设施的一部分,而不仅仅是附加物,这是一项相当艰巨的工作。

非常感谢您今天加入我们。这是一次非常有趣的聊天。我知道我现在绝对非常有动力去我的当地公园花更多的时间。所以我非常感谢您的时间。非常感谢您。很高兴与您交谈。

这就是今天的节目全部内容。我们将在周五回来。如果您错过了我们每周的科学新闻综述,您的等待即将结束。我们将在周一恢复到我们的常规出版计划。科学速递由我瑞秋·费尔特曼制作,以及丰达·姆旺吉、凯尔索·哈珀、麦迪逊·戈德堡和杰夫·德尔维西奥。谢伊娜·波塞斯和亚伦·沙塔克负责检查我们的节目。我们的主题音乐由多米尼克·史密斯创作。订阅《科学美国人》以获取更多最新和深入的科学新闻。为了

对于《科学美国人》来说,这是瑞秋·费尔特曼。下次再见。