《Frontiers in Human Neuroscience》：Alcohol and substance use in extreme environment temperatures exposures, neural mechanisms, coping mechanisms, substance use disorders, and increased hospital visits
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本综述深入探讨了极端环境温度（酷热与严寒）暴露如何通过扰乱下丘脑-垂体-肾上腺（HPA）轴、血脑屏障（BBB）、神经免疫及脑内神经递质系统（如多巴胺、5-羟色胺）等关键生理机制，诱发或加剧焦虑、抑郁等精神疾病，进而促使个体将酒精和物质（如阿片类药物、可卡因、大麻）作为应对机制，最终导致物质使用障碍（SUD）、中毒、脱水及医院就诊率上升这一严峻的公共卫生挑战，尤其对医疗系统薄弱的发展中国家影响深远。
1 引言
物质滥用和使用持续成为一个严重的全球性公共卫生问题，其风险因素众多，包括极端环境温度暴露，这在世界不同地区常导致死亡。极端气候温度日益被认识到与慢性应激、精神疾病（如焦虑、抑郁、自杀行为、创伤后应激障碍、睡眠障碍、精神分裂症、酒精和物质使用）、物质使用障碍（SUD）以及医院就诊增加相关。极端的冷热天气条件暴露影响多种身体生理过程，包括：（1）调节应激反应、大脑神经生理过程和睡眠卫生的HPA轴；（2）大脑中的各种中枢神经递质、其通路和信号级联；（3）机体水稳态（脱水）、血脑屏障完整性；（4）神经免疫反应的激活和热休克蛋白（HSP）的失调以及肠-脑轴的失调；（5）通过组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）表观遗传机制影响基因表达。极端天气暴露对这些过程的失调导致精神障碍、认知功能障碍、睡眠障碍，以及将酒精和其他物质用作应对机制，常常引起SUD、热和物质诱导的脱水以及医院就诊增加。
1.1 易受极端天气条件影响导致精神障碍、物质使用和医院就诊的脆弱人群
极端天气条件和灾害据报道影响全球数十亿劳动者，尤其是在南亚、撒哈拉以南非洲和西非等脆弱人群。最常报告的脆弱人群包括已有精神障碍的个体、服用某些精神药物（如抗抑郁药、抗精神病药）者、以及患有SUD导致身体体温调节系统失调的个体。其他还包括患有SUD、心血管疾病、呼吸系统疾病、糖尿病、神经系统疾病等慢性疾病的个体；儿童、无家可归者、老年人、灾害快速反应人员、孕妇。此外，还包括居住在热带和亚热带气候区的个体、户外工作者（如建筑工人、露天市场工人、农场体力劳动者、临时工、渔民）、低收入人群、居住在城市规划不良地区者、街头小贩以及摩托车司机等。这些个体遭受慢性应激、精神障碍、睡眠障碍、物质使用导致或加剧SUD、脱水、热衰竭和中风等，最终导致住院甚至死亡。作为应对热应激和健康挑战的一种方式，国际劳工组织（ILO）和世界卫生组织（WHO）等机构已为保护脆弱人群免受极端天气条件影响提供了指导。然而，一些个体试图通过使用酒精饮料和其他物质作为应对机制来克服极端环境温度引起的精神障碍。
2 方法论
2.1 检索策略
关于极端环境温度（冷热天气条件）下的酒精和物质使用、极端热应激期间的应对机制、物质使用障碍和医院就诊增加的文献检索来自不同数据库。检索在2025年4月至7月期间进行。使用布尔检索结合不同检索词在Google和Google Scholar中进一步识别相关信息。
2.1.1 相关文章的选择标准
纳入： 纳入本叙述性综述的所有文章均来自经过认证的科学数据库，且文章在发表前均经过同行评审。使用的文章涉及极端天气暴露（冷热）对身体体温调节机制的影响，导致热应激和精神障碍（如焦虑、抑郁、自杀行为），这促进了将酒精和物质使用作为应对机制，从而导致物质使用障碍和医院就诊增加。使用的文章年份从2000年至今。
排除： 2000年以前且未经过同行评审过程的文章被排除在研究之外。
3 极端热暴露对心理健康、物质使用和医院就诊影响的机制
各种极端热暴露机制，包括血脑屏障破坏、大脑不同区域的炎症过程激活、神经内分泌系统（尤其是HPA轴）和脑奖励系统，都与精神障碍、物质使用、SUD和医院就诊有关。这些机制包括心理和生理（如通过HPA轴失调产生的应激激素皮质醇和肾上腺素）因素的组合，以及涉及情绪调节、体温调节和控制的脑神经递质系统（如5-羟色胺、多巴胺、去甲肾上腺素）、神经调质和转录因子。此外，环境热应激通过引起肠道菌群失调、肠道渗漏影响肠-脑轴，导致炎症分子进入大脑引起神经炎症，影响各种神经递质，从而导致精神疾病、认知和行为改变以及睡眠中断。极端热暴露影响这些机制，从而破坏身体的体温调节、睡眠卫生、血脑屏障、大脑免疫系统和认知功能，以及个体的应对机制。
3.1 极端天气温度暴露对生理体温调节的影响
体温调节将身体内部温度恒定控制在约37°C（98.6°F），即使外部环境温度变化。下丘脑作为身体的恒温器，通过HPA轴发挥作用。体温调节失调会影响大脑中的各种神经递质系统。在极端寒冷天气下，HPA轴通过血管收缩、颤抖和立毛（鸡皮疙瘩）来保存体热；而在极端热浪或应激下，则通过血管舒张、出汗和行为改变（如寻找冷水、凉爽环境和脱衣）来为身体降温。持续的极端天气条件暴露会导致HPA轴和大脑生理过程的失调，引发精神障碍、睡眠障碍，以及将酒精和其他物质用作应对机制，进而导致SUD和医院就诊增加。
3.2 极端天气暴露对血脑屏障和神经免疫系统的影响
暴露于极端天气条件，尤其是热休克，会破坏血脑屏障的紧密连接，增加大脑通透性，导致蛋白质、神经毒素、离子和病原体从血液泄漏到大脑中。这些泄漏物质引起神经炎症、外周免疫细胞浸润以及常驻小胶质细胞和星形胶质细胞的激活，导致神经元和内皮细胞的神经毒性，进一步造成BBB破坏。热休克还会破坏大脑中的热休克蛋白（如HSP27, HSP60, HSP70, HSP90），这些蛋白通过维持蛋白质稳态、调节神经炎症、促进神经元存活来保护神经元免受应激。热休克还影响大脑中的表观遗传机制，如组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）。这些变化影响各种中枢神经递质系统，导致大脑功能障碍和精神及神经系统疾病。极端寒冷暴露也会导致神经炎症，从而降低大脑活动和行为，并引发精神疾病。
3.3 热应激对大脑神经递质系统、行为过程和精神疾病的作用
极端热应激暴露通过持续激活HPA轴导致体内皮质醇释放增加。高皮质醇水平导致大脑不同区域及其相关神经递质通路功能失调，包括调节情绪的5-羟色胺能系统、调节情绪和唤醒的去甲肾上腺素能系统，以及通过脑奖励系统调节奖励和动机的多巴胺通路。奖励通路的破坏导致SUD、成瘾和医院就诊增加，以及其他精神疾病的发展。此外，暴露于过度热应激会通过影响多种脑内神经化学物质及其相关的信号转导机制来驱动应激。热应激暴露还会进一步破坏血脑屏障，导致危险化学物质渗入脑实质，通过炎症过程影响其功能，可能导致或加剧精神疾病。热应激暴露还会引起炎症反应，可能进一步引发或加剧脆弱个体的精神疾病，并增加医院就诊。
为了应对极端天气温度暴露，实践健康的应对行为至关重要。然而，一些个体会采取不健康的行为，将使用和滥用酒精及其他针对脑奖励系统的物质作为应对热应激的机制，这可能对身体和大脑有害，从而引发精神疾病、物质使用、SUD和成瘾或其恶化，因此在极端高温天气灾害期间医院就诊增加。
3.4 寒冷天气温度暴露与精神疾病
极端寒冷天气温度暴露使身体向下丘脑发送信号，通过肾上腺释放皮质醇激活体温调节系统，并激活交感神经系统的去甲肾上腺素成分来影响产热和颤抖。此外，大脑中的皮质醇会导致前额叶皮层和纹状体等脑区的脑源性神经营养因子水平降低；导致海马等脑区体积减少，引起认知缺陷和情绪状态、神经退行性疾病以及炎症反应增加；并破坏各种脑神经递质通路，导致焦虑、抑郁和自杀行为的发展，这些情况会因物质使用而加剧，从而导致SUD和医院就诊增加。
4 极端天气温度暴露期间的脑奖励系统与酒精和物质使用
脑奖励系统或中脑边缘多巴胺通路调节许多行为。该通路的功能障碍，以及由于环境 insults（如极端天气温度暴露、酒精和其他物质）导致的缰核功能改变，会导致精神疾病、酒精和其他物质使用、SUD、中毒和成瘾行为，最终导致精神障碍、SUD和医院就诊增加。
4.1 极端天气温度暴露与物质使用的相互作用
暴露于气候变化驱动的极端天气，据报道会影响并增加或加剧酒精和其他物质使用和滥用的负担，常常导致SUD、中毒和脱水。然而，需要进一步研究来理解极端天气温度暴露、精神疾病病理生理学以及酒精和物质使用和滥用之间的相互作用和影响。此外，极端天气温度暴露破坏个体在社会和社区层面的日常生活，从而影响身体的生理过程和社区的社会经济活动。极端温度暴露还可能与其他现有因素相互作用，触发或加剧精神疾病、SUD、药物中毒、医院就诊增加以及因物质滥用作为应对机制而导致的死亡。
5 将酒精和物质使用作为应对极端天气温度暴露诱发精神疾病的机制
滥用各种酒精饮料和其他物质继续是一个世界性的严重健康问题，具有有害的健康和精神影响，常常导致SUD和医院就诊增加。物质使用涉及使用精神活性物质。这些物质通过咀嚼、注射和吸入进入体内，改变个体的行为，作为对极端冷热天气的应对机制。然而，在极端天气温度下会发生药物中毒和脱水，导致医院就诊增加甚至死亡。
此外，酒精和其他物质的使用和滥用是由多种因素的相互作用引发或加剧的。暴露于极端热会导致下丘脑-垂体-肾上腺轴中的促肾上腺皮质激素释放因子失调，改变这些系统，导致个体面临滥用药物、成瘾风险、SUD和成瘾行为以及医院就诊增加。类似地，寒冷应激会激活内源性阿片类神经肽，如内啡肽。酒精和其他物质会影响疼痛感知和愉悦活动，并减少成瘾中的戒断症状和渴求，从而使他们面临SUD和医院就诊的风险。
5.1 极端寒冷天气条件下常用的物质
在暴露于极端寒冷天气温度期间，会使用不同形式的酒精饮料；阿片类镇痛药；可卡因、大麻；MDMA、苯丙胺、甲基苯丙胺；香烟和烟草制品；卡塔叶以及处方药和非处方药等。这些物质，尤其是苯丙胺类，作为兴奋剂和产热剂，直接或间接激活去甲肾上腺素能交感神经系统通路和由寒冷触发的甲状腺激素，导致身体脂肪动员和线粒体蛋白激活以上调身体代谢过程，从而导致体温升高。同时，这些药物通过激活外周交感神经系统中的α1-肾上腺素能受体引起血管收缩，从而减少体热散失。这些物质触发产热的同时，也会引起奖励通路中的多巴胺能突触可塑性，从而增强觅药行为或成瘾。
5.2 极端高温或热浪及寒冷天气条件下常用的物质
与暴露于极端寒冷天气类似，物质使用和滥用在全球极端高温事件期间构成了重大的公共卫生挑战，导致SUD、药物中毒和脱水。在极端高温环境或热浪期间使用的物质包括不同的酒精饮料、大麻、不同形式的可卡因、苯丙胺、甲基苯丙胺、MDMA、阿片类药物、海洛因、GHB、氯胺酮、PCP以及精神处方药等。
极端热暴露和热浪导致身体脱水，从而减少了酒精和其他物质可以被稀释的身体水分，也减少了它们通过肾脏和出汗从体内的清除，导致酒精和其他药物毒性或中毒。在这些极端热浪期间，全球范围内因酒精和其他物质滥用、SUD及其相关影响（如事故）而导致的医院就诊和入院人数显著增加。此外，研究报告称，在热浪期间，酒精消费和其他物质滥用，特别是兴奋剂和阿片类药物滥用，增加了医院就诊。这些药物与热量相互作用，通过HPA轴引起身体产热系统失调，进一步加剧热量产生或散失，导致热相关疾病的风险。酒精和尼古丁的使用已被报道会导致产热系统失调。
6 炎热气候暴露、精神疾病、SUD和医院就诊的影响
酒精和其他药物通常在极端天气温度下被使用和滥用，作为克服热挑战的措施或应激应对机制，因此常常导致因过量、体温过度生成、SUD、成瘾和死亡而导致的医院就诊增加。研究报告称，暴露于极端天气条件会导致短期和长期健康危机，需要住院治疗。然而，许多发展中国家已制定战略或干预措施来解决极端天气暴露对脆弱人群的影响，从而减少其影响和住院人数，但低收入国家缺乏此类干预措施。需要进一步研究极端寒冷天气对酒精和其他物质使用和滥用以及医院就诊的影响。
7 综述的局限性
本综述的局限性在于它是一篇叙述性综述，因此未来会考虑进行系统综述。此外，这是一个在气候变化及其对健康、心理健康、SUD和医院就诊影响方面新兴的领域，因此对该主题领域的研究有限。
8 综述的优势
本研究强调了极端天气温度对身体体温调节机制的作用，进而扰乱了身体的许多生理过程，包括大脑中的HPA轴、BBB、神经递质系统、神经免疫反应，从而引发精神疾病的发展、SUD增加和医院就诊。该综述试图将这些方面及其在心理健康和物质使用导致医院就诊中的作用联系起来。极端环境天气温度暴露相关疾病给已经紧张的医疗设施带来了负担，特别是在发展中国家。它还强调政策制定者需要将气候变化纳入医疗保健计划。
9 预防极端环境天气温度暴露相关疾病及极端天气事件期间医疗系统准备程度的策略
气候变化和暴露于极端环境温度日益成为全球性挑战，极大地影响各种人群健康。由于暴露于这些极端温度而导致的慢性应激影响心理健康，导致各种精神疾病、脱水和中暑、物质使用和滥用、物质中毒甚至死亡。所有这些情况都导致在这些极端天气温度期间医院就诊增加。脆弱人群最常受到影响，特别是在贫穷国家。需要采取策略来解决这一挑战。
10 结论
长期暴露于极端天气条件，特别是在脆弱群体中，会导致应激，扰乱身体的体温调节系统和各种脑神经递质通路，产生病理生理效应，常常导致精神疾病等健康问题。这进一步引发或将酒精和物质使用和滥用作为应对机制，导致SUD、药物中毒和脱水，从而导致医院就诊增加甚至死亡。极端天气温度驱动慢性应激、健康问题和精神疾病的发展，作为应对这些挑战的一种方式，受影响的个体使用酒精和其他物质，导致SUD、中毒和医院就诊增加。因此，极端环境热应激作为精神疾病、酒精和其他物质滥用及成瘾的风险因素，构成了公共卫生挑战，迫切需要提高认识并制定适当的干预机制。
