EFFECT VAN EEN GROENE
NATUUROMGEVING OP STRESS
EEN GROENE NATUUROMGEVING ALS EEN BESCHERMENDE
EN HERSTELLENDE FACTOR VOOR STRESS
Aantal woorden: 9823
Tori Vandebuerie
Stamnummer: 01711338Maya Seynhaeve
Stamnummer: 01805622Promotor: Prof. dr. Nathalie Michels
Masterproef voorgelegd voor het behalen van de Master in de Gezondheidsbevordering Academiejaar: 2019-2020
EFFECT VAN EEN GROENE
NATUUROMGEVING OP STRESS
EEN GROENE NATUUROMGEVING ALS EEN BESCHERMENDE
EN HERSTELLENDE FACTOR VOOR STRESS
Aantal woorden: 9823
Tori Vandebuerie
Stamnummer: 01711338Maya Seynhaeve
Stamnummer: 01805622Promotor: Prof. dr. Nathalie Michels
Masterproef voorgelegd voor het behalen van de Master in de Gezondheidsbevordering Academiejaar: 2019-2020
4
Inhoudsopgave
Abstract ... 12 Abstract ... 13 1 Literatuurstudie ... 14 1.1 Stress ... 141.1.1 Stress bij jongvolwassenen ... 14
1.1.2 Onderliggende neurobiologische mechanismen van stress ... 14
1.1.3 Langdurige stressreactie ... 15
1.2 Relatie tussen een groene omgeving en stress ... 16
1.2.1 Indirecte invloed van een groene omgeving op stress ... 16
1.2.2 Onafhankelijke stressherstellende effecten van de natuur ... 16
1.3 Humane experimentele studies rond natuur en stress ... 18
1.3.1 Simulatie van een groene omgeving ... 18
1.3.2 Groene omgeving als beschermende of herstellende factor ... 19
1.3.3 Type stressor ... 19 1.3.4 Limitaties ... 19 2 Probleemstelling en onderzoeksvragen ... 21 3 Onderzoeksmethode ... 22 3.1 Doel ... 22 3.2 Onderzoekspopulatie ... 22 3.2.1 Exclusiecriteria ... 22 3.2.2 Sampling ... 23 3.3 Onderzoeksdesign ... 23 3.3.1 Interventiegroepen ... 24 3.3.2 Randomisatie ... 24 3.4 Stressinductie ... 24 3.5 Stressmeting ... 25 3.5.1 Hartslagvariabiliteit ... 25 3.5.2 Speekselcortisol ... 27
3.5.3 Zelfrapportage met behulp van de PANAS ... 27
3.6 Perceived Restorativeness Scale ... 28
3.7 Mogelijke confounders ... 28
3.7.1 Geslacht ... 28
5
3.7.3 Gezondheidsgedrag ... 29
3.7.4 Perceived Stress Scale ... 29
3.7.5 Lievelingskleur ... 29
3.7.6 Nature Relatedness Scale ... 29
3.8 Verloop van het experiment ... 30
3.9 Data-analyse ... 30
4 Resultaten ... 33
4.1 Controle exclusiecriteria en medische gegevens ... 33
4.2 Steekproef ... 33
4.3 Algemene variabelen ... 33
4.4 Baselinemetingen ... 33
4.5 Confounders... 35
4.6 Repeated Measures (M)ANOVA ... 36
4.7 AUCi en relatieve verandering ... 40
4.8 Correlatie volgens tijdsmoment ... 43
4.9 PRS ... 43
5 Discussie ... 47
5.1 Analyse resultaten ... 47
5.2 Sterke en zwakke punten ... 48
6 Conclusie en aanbevelingen voor de praktijk ... 52
6.1 Conclusie ... 52
6.2 Relevantie voor de praktijk ... 52
6.3 Toepassingen in school- en werkcontext ... 53
6.4 Aanbevelingen voor verder onderzoek ... 53
7 Referentielijst ... 55
8 Bijlagen ... 62
8.1 Bijlage 1: Humane experimentele studies rond natuur en stress ... 62
8.2 Bijlage 2: Positief advies Ethisch comité ... 67
8.3 Bijlage 3: Informed consent ... 71
8.4 Bijlage 4: Poster en flyer ... 77
8.5 Bijlage 5: Foto’s voor de conditie ‘groene natuur’ ... 78
8.5.1 Bijlage 5a: slideshow voor de stressor (5 minuten) ... 78
8.5.2 Bijlage 5b: slideshow na de stressor (8 minuten) ... 80
8.6 Bijlage 6: Foto’s voor de conditie ‘groene stad’ ... 83
6
8.6.2 Bijlage 6b: slideshow na de stressor (8 minuten) ... 85
8.7 Bijlage 7: RGB codes ... 88
8.8 Bijlage 8: PANAS ... 89
8.9 Bijlage 9: PRS ... 90
8.10 Bijlage 10: Achtergrondvragenlijst ... 91
8.11 Bijlage 11: Post-hoc-poweranalyse ... 96
8.12 Bijlage 12: Medische aandoeningen en medicatiegebruik ... 99
8.13 Bijlage 13: Algemene variabelen ... 100
8.14 Bijlage 14: Gemiddelden en standaarddeviaties per meetmoment ... 103
8.15 Bijlage 15: Niet-significante verschillen tussen de meetmomenten per emotie, onafhankelijk van conditie ... 110
8.16 Bijlage 16: Grafieken van de emoties stress, bang, verdrietig en boos ... 111
8.17 Bijlage 17: Verschillen tussen de meetmomenten in Stressindex en RMSSD, onafhankelijk van conditie ... 113
8.18 Bijlage 18: Interactietermen confounders van de PANAS-schaal, Stressindex en RMSSD ... 115
8.19 Bijlage 19: Logboek veldwerk ... 116
8.19.1 Logboek veldwerk Maya Seynhaeve ... 116
8.19.2 Logboek veldwerk Tori Vandebuerie ... 118
Lijst van figuren Figuur 1: Vereenvoudigde voorstelling van de fysiologische stressrespons ... 15
Figuur 2: Stappen in het experiment in functie van de tijd ... 23
Figuur 3: Meetmomenten emoties en HRV ... 31
Figuur 4: AUCi reactiviteit en herstel van de score op emotie stress binnen de conditie van de groene natuurslides ... 31
Figuur 5: Evolutie van de score op emotie blij per conditie in functie van de tijd ... 37
Figuur 6: Evolutie van de score op emotie alert/gecontreerd per conditie in functie van de tijd ... 38
Figuur 7: Evolutie van de Stressindex per conditie in functie van de tijd ... 39
Figuur 8: Evolutie van RMSSD per conditie in functie van de tijd ... 39
Lijst van tabellen Tabel 1: Baselinemetingen per conditie ... 34
Tabel 2: Verdeling van de confounders per conditie ... 35
Tabel 3: (Trend)significant univariaat interactie-effect voor blij en alert/geconcentreerd ... 37
Tabel 4: Evolutie reactiviteit en herstel emoties en HRV-parameters via AUCi en Relative Change ... 41
7
Woord vooraf
Het voorbije academiejaar was voor ons vrij druk en stressvol, maar met enige trots mogen wij u nu onze masterproef voorleggen. Het was vooral een leerrijke ervaring, waarbij het cruciale belang van preventie nogmaals duidelijk bleek. Dit doet ons ook verder nadenken over de toekomst van de gezondheidszorg en de rol die wij daarin kunnen spelen. Door onze verschillende vooropleidingen konden we elk onze eigen bijdrage leveren aan dit werk en dit zorgde voor een vlotte en fijne samenwerking.
Van deze gelegenheid willen we gebruik maken om enkele personen te bedanken die belangrijk zijn geweest bij het realiseren van onze masterproef. Eerst en vooral willen wij onze promotor, dr. Nathalie Michels, bedanken voor haar begeleiding bij het vormgeven en uitvoeren van ons onderzoek en het uitwerken van deze masterproef. We willen haar bedanken voor de tijd die ze heeft vrijgemaakt om ons zowel procesmatig als inhoudelijk te ondersteunen. Aangezien zij het thema eerder al heeft onderzocht bij kinderen, kon zij ons gerichte, deskundige feedback geven om het werk tot een hoger niveau te tillen. Verder willen we haar ook bedanken voor haar steun en motivatie wanneer de zoektocht naar participanten moeilijker verliep dan verwacht. Daarnaast willen we ook de vakgroep Volksgezondheid en Eerstelijnszorg bedanken voor het ter beschikking stellen van de onderzoekslokalen en het voorzien van de nodige materialen voor onze experimenten. We willen ook onze medestudenten Fien De Witte en Eline Di Bisceglie bedanken voor de fijne samenwerking. Zij werkten een gelijkaardige masterproef uit omtrent het (indirecte) effect van een groene omgeving op emotioneel en extern eten via stress. Omwille van praktische overwegingen hebben wij het onderzoek samen met hen opgestart en uitgevoerd. Door het integreren van een smaaktest konden we ook voldoende tijd garanderen tussen de verschillende onderdelen in ons onderzoek. Bovendien konden we zo ook een grotere steekproef bekomen. Verder willen we ook Laura Magaña bedanken voor haar inzet bij het voorbereiden en uitvoeren van een deel van de experimenten. Laura is een studente uit Zaragoza en was hier in het begin van het academiejaar op buitenlandse stage.
We willen iedereen bedanken die heeft deelgenomen aan dit onderzoek. Het was niet evident om participanten te vinden. Bovendien vonden de laatste experimenten plaats in de aanloop naar de uitbraak met het COVID-19-virus in ons land, wat de zoektocht bemoeilijkte. Als laatste willen wij onze vrienden en families bedanken voor de steun in het hele proces. Wij wensen u alvast veel leesplezier toe!
8
Inleiding
De huidige generatie jongvolwassenen ervaart een grotere prestatiedruk dan de voorgaande generaties, onder meer door de vele keuzemogelijkheden. Overweldigd worden door opties kan leiden tot de angst om verkeerde keuzes te maken en de persistente bezorgdheid over hoe het leven zou kunnen zijn. De opkomst van internet en sociale media werken dit verder in de hand. Ook op de werkvloer ervaren de nieuwste generaties steeds meer en langdurig stress door een toenemende werkdruk, onderbestaffing, beperkte middelen en langere werkuren. Burn-out werd door de Wereldgezondheidsorganisatie toegevoegd aan de ICD-11 (International Classification of Diseases). Bovendien blijkt deze nieuwe generatie over het algemeen eenzamer te zijn dan de voorgaande generaties, waardoor men niet altijd iemand heeft om zijn mentale lasten mee te delen en depressie vaker voorkomt.
De fysiologische stressrespons is een natuurlijk verdedigingsmechanisme van het lichaam en is nuttig in bedreigende situaties. De huidige generatie jongvolwassenen ervaart echter meer en vaker stress dan de vorige generaties. De stresshormonen die er normaal voor zorgen dat het lichaam in staat is om zo nodig te vechten of te vluchten, blijven hierdoor voortdurend in de bloedcirculatie en in de weefsels aanwezig. Chronische stress kan op die manier tot heel wat gezondheidsproblemen leiden en zelfs de levensduur verkorten.
Er zijn verschillende manieren om stress te voorkomen of te verminderen. Veel mensen zoeken de natuur op om met stress om te gaan en dat blijkt ook effectief te zijn. Het is de ideale plek om er fysiek actief te zijn of om sociaal contact te vergemakkelijken. De natuur heeft ook bepaalde eigenschappen die een directe, positieve invloed hebben op de gezondheid, voornamelijk op de mentale gezondheid.
Helaas heeft de omgeving waarin een groot deel van de bevolking nu leeft, weinig kenmerken van een natuurlijke omgeving. Door de steeds toenemende verstedelijking en het ruimtelijke beleid is het aandeel groen in de omgeving aanzienlijk verminderd. Binnen Europa is Vlaanderen de regio met de meeste versnippering en verkaveling en behoort het met een bosindex van 11% tot de bosarmste regio’s in Europa. Beperkte toegang tot groene ruimte verhoogt echter de kwetsbaarheid voor de negatieve impact van stressvolle levensgebeurtenissen op mentale en fysieke gezondheid. Er is nood aan experimenteel onderzoek in de vorm van een korte, stressinducerende laboratoriuminterventie om een groene natuuromgeving te kunnen implementeren in een stedelijke omgeving en binnenshuis.
9 Om dezelfde positieve effecten van de natuur te bekomen, is het belangrijk om te weten welke eigenschappen van de natuur een positieve invloed hebben op het stressniveau. De impact van natuurgeluiden werd reeds eerder onderzocht, dus dit werd niet opgenomen in deze masterproef. In dit onderzoek werd de focus gelegd op de groene kleur, de natuurlijke vormen en een combinatie van beide. Het onderzoek vond plaats in een laboratorium, zodat andere eigenschappen van een groene omgeving gecontroleerd konden worden. Er zijn reeds een beperkt aantal laboratoriumstudies uitgevoerd, maar in geen enkele van deze onderzoeken werd het onderscheid gemaakt tussen de groene kleur en de natuurlijke vormen.
De meeste onderzoeken focusten zich op het reduceren van stress in een natuurlijke omgeving. In dit onderzoek werd niet enkel het stressreducerende of -herstellende effect van de natuur onderzocht, maar werd ook nagegaan of een groene omgeving ervoor kan zorgen dat mensen minder sterk reageren op een acute stressor. Hiermee kon onderzocht worden of de natuur ook een beschermende factor kan zijn met betrekking tot stressreactiviteit en dus een functie kan vervullen in de preventieve gezondheidszorg. Tot op heden werd dit nog onvoldoende onderzocht en geen enkele studie heeft deze beide effecten samen onderzocht.
Concreet wilden we in deze masterproef een antwoord bieden op volgende onderzoeksvragen: (1) Wat is het effect van een groene natuuromgeving op stressreactiviteit tijdens een acute stressor?, (2) Wat is het effect van een groene natuuromgeving op korte-termijn stressherstel na een acute stressor?, en (3) Welk aspect van een groene natuuromgeving heeft een invloed op stress: de groene kleur, natuurelementen of een combinatie van beide?
Om na te gaan welke eigenschappen van de natuur een positief effect hebben op het stressniveau, werden de participanten willekeurig toegewezen aan één van de vier condities. Elke groep kreeg een diavoorstelling met verschillende foto’s te zien. De drie interventiegroepen kregen foto’s te zien met de eigenschappen groene kleur, natuurlijke vormen of een combinatie van beide. De controlegroep kreeg foto’s te zien van een stedelijke omgeving in zwart-wit.
Na het bekijken van deze foto’s kreeg de participant gedurende 15 minuten twee stressinducerende taken. Om te zien of er als reactie op een stressor een verschil in stressniveau bestond tussen de verschillende groepen, werd gedurende het hele experiment een hartslagmeter op het lichaam van de participanten geplaatst. Ook werden de participanten gevraagd om op bepaalde tijdstippen een speekselstaal af te staan om het
10 cortisolgehalte te kunnen bepalen. Zowel de hartslagvariabiliteit als het cortisolgehalte in het speeksel zijn een indicatie van het ervaren stressniveau. Deze objectieve parameters voor stress werden aangevuld met een vragenlijst die peilde naar subjectieve emoties.
Na de stressinducerende taken kregen de participanten opnieuw een diavoorstelling met foto’s te zien om na te gaan of er een verschil bestond in stressherstel tussen de participanten uit de verschillende groepen. Hiermee konden we nagaan of een groene natuuromgeving kan leiden tot sneller en/of vollediger stressherstel.
Deze masterproef start met een overzicht van de wetenschappelijke evidentie over stress en een groene natuuromgeving. Er wordt vertrokken vanuit de toegenomen stress bij jongvolwassenen. De fysiologische stressrespons en de negatieve gevolgen van langdurige stress tonen aan waarom het nodig is om preventieve maatregelen te treffen. Vervolgens wordt de positieve relatie tussen een groene omgeving en stress aangetoond, gevolgd door een overzicht van de bestaande laboratoriumstudies. Deze studies kennen een aantal beperkingen, wat eveneens de meerwaarde aangeeft van dit onderzoek. Na het schetsen van de probleemstelling volgen hieruit de drie onderzoeksvragen en de bijbehorende hypothesen. Na het literatuuronderzoek wordt de onderzoeksmethode beschreven. Hierna volgen de resultaten van het onderzoek, gevolgd door de discussie. In de discussie worden de resultaten van het onderzoek geanalyseerd en komen de sterke punten, alsook de limitaties, van dit onderzoek aan bod. Na de discussie volgt een conclusie met aanbevelingen voor de praktijk.
Het veldwerk bestond uit het voorbereiden en uitvoeren van een eigen onderzoek. De concrete invulling van het onderzoek was niet volledig vooraf bepaald, dus er was wel ruimte voor een eigen inbreng van ideeën. In samenspraak met dr. Nathalie Michels werd het onderzoek verder vormgegeven. De onderzoeksprotocollen moesten kritisch en in detail worden uitgewerkt om de vereiste goedkeuring van de Commissie voor Medische Ethiek te bekomen. Het grootste deel van het veldwerk bestond uit het voorbereiden en uitvoeren van de eigenlijke experimenten. Ieder van ons heeft een gelijkwaardige bijdrage geleverd aan dit onderdeel van de masterproef en heeft het vereiste aantal uren veldwerk bereikt.
Ook het zoeken naar participanten was een continu en tijdrovend proces. Ieder van ons heeft haar eigen netwerk aangesproken om deel te nemen aan ons onderzoek. Samen hebben we de zelf ontworpen posters opgehangen en gelijkaardige flyers uitgedeeld. Uiteindelijk had Tori de eindverantwoordelijkheid voor het rekruteren en informeren van (mogelijke) participanten, alsook het opvolgen van de afspraken met de participanten.
11 Hoewel we het onderzoek met vier studenten hebben voorbereid en uitgevoerd, hebben wij per duo een gelijkaardige masterproef uitgewerkt met een eigen focus. Beide masterproeven werden dus afzonderlijk van elkaar geschreven. Hieronder hebben we aangegeven wie verantwoordelijk is voor de verschillende onderdelen van onze masterproef. Deze verdeling is echter niet strikt, aangezien we elkaar op elk moment feedback hebben gegeven en elkaar hebben aangevuld waar mogelijk.
Tori was verantwoordelijk voor de inleiding van deze masterproef en het verduidelijken van het onderwerp, zoals het schetsen van de huidige situatie met betrekking tot stress bij jongvolwassenen en de stressfysiologie. Verder was Tori ook verantwoordelijk voor het literatuuronderzoek naar de relatie tussen een groene omgeving en stress.
Maya was verantwoordelijk voor de analyse en de vergelijking van voorgaande studies omtrent de relatie tussen een groene omgeving en stress die in een laboratoriumcontext werden uitgevoerd. Op die manier kon Maya aantonen op welke manier onze studie vernieuwend kon zijn. Verder was Maya ook verantwoordelijk voor de uitvoering van de statistische testen op de data van ons onderzoek en de weergave van de resultaten.
Zowel Maya als Tori waren verantwoordelijk voor de probleemstelling om uiteindelijk tot de onderzoeksvragen te komen. Ook het abstract, de onderzoeksmethode, de discussie en de algemene conclusie met aanbevelingen voor de praktijk werd door beiden uitgewerkt. Wij hebben niet één iemand aangesteld voor de communicatie met onze promotor. Wij zijn ook allebei verantwoordelijk voor het vormelijke aspect van deze masterproef.
12
Abstract
ACHTERGROND: Jongvolwassenen ervaren meer stress, wat kan leiden tot verschillende gezondheidsproblemen. Ondanks de positieve effecten op stress, heeft de omgeving waarin velen leven, weinig kenmerken van groene natuur. Er is onvoldoende kennis over deze effecten en de eigenschappen van de natuur die deze effecten teweegbrengen.
DOELSTELLING: Onderzoeken welke invloed groene natuur heeft op stressreactiviteit en stressherstel en welke natuureigenschappen verantwoordelijk zijn voor deze effecten. Is het de groene kleur, de natuurlijke vormen of een combinatie van beide?
METHODE: 82 participanten (80% vrouwen, 18-30 jaar) kregen één van de vier diavoorstellingen met foto’s van een natuur- of stadsomgeving in groen of zwart-wit te zien. Ze dienden vervolgens twee stressinducerende taken te volbrengen om zo stressreactiviteit in kaart te brengen. Na deze taken kregen de participanten gelijkaardige foto’s te zien om het effect op stressherstel te bestuderen. De hartslag werd continu gemeten. Op vijf momenten gaven de participanten aan op een 10-punts-Likertschaal in welke mate ze de emoties gestresseerd, blij, verdrietig, boos, bang en alert/geconcentreerd ervaarden.
RESULTATEN: Er bleek geen verschil te zijn in stressreactiviteit tussen condities. Tijdens stressherstel scoorde natuur in kleur hoger dan stad in groen/zwart-wit op blijheid tijdens de meting 3. Voor alert/geconcentreerd scoorden de groepen met natuur in kleur of stad in groen bij respectievelijk drie en twee metingen hoger dan de zwart-wit groepen. Er waren geen significante groepsverschillen in hartslagvariabiliteit en de andere emoties.
CONCLUSIE: Tijdens stressherstel heeft de groene kleur een positieve invloed op alert/geconcentreerd en groene natuur een positieve invloed op blijheid.
Aantal woorden artikel: 9823
13
Abstract
BACKGROUND: Young adults experience more (frequent) stress than ever, which has negative health consequences. Coping with stress seems effective in a green space. The environment in which most people live, has few characteristics of green nature. It is not well studied which characteristics of green nature are responsible for the positive health effects and if this can have buffering as well as restorative effects on stress.
AIMS: To investigate the impact of green nature on stress reactivity and stress recovery and which characteristics of nature (color, nature elements or a combination) are responsible for these effects.
METHODS: 82 participants (80% women, 18-30 years) have seen one of the four slideshows with photos of nature or an urban environment in green or black/white. Subsequently, they have accomplished two stress-inducing tasks to measure stress reactivity. After these tasks, each participant got similar pictures to measure stress recovery. Heart rate was measured continuously. Mood (happy, stressed, sad, angry, scared, alert/concentrated) was questioned on a 10-point-Likertscale at five moments.
RESULTS: There was no difference in stress reactivity. During stress recovery, green nature scored higher on happiness than urban environment in green or black/white during measurement 3. For alert/concentrated, green nature and the green urban environment scored higher than the groups in black/white during respectively three and two measurements. There were no significant differences in heart rate variability or other emotions between conditions.
CONCLUSION: During stress recovery, green nature has a positive effect on happiness and the color green has a positive effect on alert/concentrated.
Word count article: 9823
14
1 Literatuurstudie
1.1 Stress
1.1.1 Stress bij jongvolwassenen
Jongvolwassenen krijgen te maken met allerlei veranderingen en keuzes op het vlak van opleiding, werk, woonsituatie en relatie, die bepalend kunnen zijn voor de rest van het leven. Deze levensfase staat vaak in het teken van voldoen aan hoge maatschappelijke verwachtingen en deze prestatiedruk kan leiden tot psychische of lichamelijke klachten. Al vanaf jonge leeftijd worden jongeren beoordeeld op basis van dwingende maatstaven die een bepaalde manier van presteren vragen. Dit kan stress en onzekerheid opleveren. De opkomst van internet en sociale media werkt dit verder in de hand (Raad voor Volksgezondheid en Samenleving, 2018; Van der Mooren, 2015).
Uit een Nederlandse studie bleek dat 69% van de studenten vaak tot zeer vaak prestatiedruk voelen (Dopmeijer, 2018). De helft van de studenten heeft tijdens hun studententijd last van psychische klachten zoals stress, vermoeidheid of somberheid (Schmidt & Simons, 2013). Timmers en Steenkamp (2009) noemen een percentage van 18% uitval onder studenten in het hoger onderwijs als gevolg van psychische problematiek. Ongeveer 20.000 van hen loopt daardoor studievertraging op of moet helemaal met de studie stoppen. Als gevoelens van stress of onrust blijven aanhouden, raakt men uitgeput. Men spreekt dan van overspannenheid of een burn-out (Raad voor Volksgezondheid en Samenleving, 2018). Beginnende werkers tussen 25 en 35 blijken het meeste burn-out klachten te ervaren in vergelijking met alle andere leeftijdsgroepen (17,1% vergeleken met het gemiddelde van 14,6%) (Hooftman et al., 2018).
1.1.2 Onderliggende neurobiologische mechanismen van stress
Wanneer een situatie als bedreigend wordt beschouwd door het limbisch systeem - een aantal hersengebieden die betrokken zijn bij de verwerking van emotionele stimuli -, zorgt de hypothalamus ervoor dat er stresshormonen in de bloedcirculatie worden gestuurd. Hierdoor is het lichaam klaar om te vechten of te vluchten (Custers & van den Berg, 2007).
Deze fysiologische stressrespons komt via twee soorten processen tot stand: enerzijds via de snelle aansturing door het sympathische gedeelte van het autonome zenuwstelsel en anderzijds via de langzamere keten van biochemische reacties dat bekend staat als de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA)-as. Enerzijds leidt sympathische activering van het
15 bijniermerg tot een verhoogde afgifte van adrenaline en noradrenaline. Deze catecholaminen stimuleren de bloedtoevoer naar de vitale organen, waardoor het organisme sneller kan reageren. Anderzijds zorgt corticotropine-releasing hormone (CRH) ervoor dat de adenohypofyse adrenocorticotroop hormoon (ACTH) vrijgeeft. In reactie op ACTH produceert de bijnierschors onder meer cortisol. Dit glucocorticoïd zorgt voor een toename van de glucoseconcentratie in het bloed en het mobiliseren van energie (Charmandari, Tsigos, & Chrousos, 2005; Lupien, Maheu, Tu, Fiocco, & Schramek, 2007; Martini & Bartholomew, 2015). Figuur 1 omvat een schematische voorstelling van deze stressrespons.
Figuur 1: Vereenvoudigde voorstelling van de fysiologische stressrespons
Noot Figuur 1. CRH = corticotropine-releasing hormone, ACTH = adrenocorticotroop hormoon. De stressreactie komt via 2 systemen tot stand: de snelle aansturing door het sympathisch gedeelte van het autonome zenuwstelsel (links) en de langzamere reactie van het hormonale systeem dat bekend staat als de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as (rechts).
1.1.3 Langdurige stressreactie
De (tijdelijke) stressreactie is een natuurlijk verdedigingsmechanisme van het lichaam en vergroot de overlevingskansen. Bij frequente of langdurige activering van deze stressreactie kunnen de negatieve feedbackmechanismen falen, waardoor stress niet adequaat gereguleerd wordt. Stresshormonen blijven dan in hoge concentraties in de bloedcirculatie en de weefsels aanwezig. De hormonale systemen die de groei, reproductie, metabolisme en immuniteit reguleren, worden bij stress onderdrukt. Op korte termijn is dit nuttig, maar op lange termijn kunnen acute en chronische stress en onvoldoende herstel leiden tot verschillende gezondheidsproblemen. Zo verhoogt stress het risico op obesitas en diabetes, mentale gezondheidsproblemen, een verstoorde groei en weefselherstel, alsook cardiovasculaire, gastro-enterologische, immunologische en neurologische aandoeningen (Custers & van den Berg, 2007; McEwen, 1998).
16 De ernstige psychische en fysieke problemen die kunnen ontstaan bij chronische stress tonen het belang aan van een goede stressregulatie of coping. Er zijn verschillende manieren waarop iemand met problemen en gebeurtenissen kan omgaan. Bij externe zelfregulatie maakt iemand gebruik van een externe bron - een persoon, een object of een omgeving - om zichzelf tot rust te brengen. Veel mensen zoeken de natuur op wanneer zij stress ervaren en deze vorm van externe zelfgerichte coping blijkt effectief te zijn (Custers & van den Berg, 2007; van den Berg, Maas, Verheij, & Groenewegen, 2010).
1.2 Relatie tussen een groene omgeving en stress
Een groene omgeving wordt met tal van gezondheidsvoordelen geassocieerd. Vooral de positieve associatie met iemands mentale gezondheid is sterk (Thompson et al., 2012).
1.2.1 Indirecte invloed van een groene omgeving op stress
Een natuurlijke omgeving kan op verschillende manieren bijdragen tot het reduceren of herstellen van stress (Thompson et al., 2012). Parken en andere groene ruimten bevorderen fysieke activiteit (Barton & Pretty, 2010; Maas, Verheij, Spreeuwenberg & Groenewegen, 2008) en vergemakkelijken sociaal contact (Heinrichs, Baumgartner, Kirschbaum, & Ehlert, 2003), welke op hun beurt positieve effecten hebben op stemming en stress. Verder zoeken mensen vaak opzettelijk naar omgevingen die ze aantrekkelijk vinden om te herstellen van veeleisende situaties en taken en om afleiding te zoeken. Natuurlijke omgevingen lijken hiervoor geschikt (Grahn, Tenngart Ivarsson, Stigsdotter, & Bengtsson, 2010; Hartig, 2007; Hartig, 2008; Kaplan, 1995; Kaplan & Kaplan, 1989). Bovendien zijn er synergetische effecten: de positieve effecten van fysieke activiteit, sociaal contact en aantrekking tot de natuur kunnen elkaar versterken indien ze samen voorkomen (Thompson et al., 2012).
1.2.2 Onafhankelijke stressherstellende effecten van de natuur
Groene ruimten onderscheiden zich van andere openbare plaatsen doordat groene ruimten ook stress en aandachtsmoeheid kunnen herstellen (Grahn & Stigsdotter, 2003; Hartig, Evans, Jamner, Davies, & Gärling, 2003; Ulrich et al., 1991; Van den Berg et al., 2010). De stressherstellende effecten van de natuur kunnen worden verklaard vanuit een evolutionair perspectief. De biofilie-hypothese stelt dat de moderne mens positief reageert op de natuur en erdoor gefascineerd is. Voorouders die hetzelfde reageerden op deze gunstige, niet-bedreigende omgeving hadden een grotere kans om te overleven en om zo hun genen door te geven aan toekomstige generaties (Custers & van den Berg, 2007; Ulrich, 1993).
17 Er kunnen twee elkaar aanvullende theoretische benaderingen worden onderscheiden met betrekking tot de stressherstellende effecten van contact met de natuur: het psycho-evolutionaire model van Ulrich en de Attention Restoration Theory (ART) van Kaplan en Kaplan (Custers & van den Berg, 2007). De ART focust voornamelijk op cognitieve processen, terwijl het psycho-evolutionaire model zowel emotionele als fysiologische reacties omvat (Sonntag-Öström et al., 2014).
Het psycho-evolutionaire model van Ulrich stelt dat het waarnemen van een natuurlijke omgeving – in tegenstelling tot een stedelijke omgeving en kunstmatige materialen – een directe impact heeft op de hersenen en het lichaam. Er wordt een positief gevoel opgeroepen, dat gepaard gaat met neurofysiologische processen zoals veranderingen in bloeddruk, hartslag en hormoonspiegels. Het model focust bijgevolg op affectief herstel (stemmingsverbetering) en fysiologisch herstel, waarbij het voornamelijk gaat om positieve veranderingen in arousal-gerelateerde reacties (Custers & van den Berg, 2007; Ulrich, 1983; Ulrich et al., 1991). Experimentele studies hebben aangetoond dat er weldegelijk een biologische impact is wanneer mensen in contact komen met natuurlijke omgevingen. Het zien van of het zich bevinden in een groene ruimte verlaagt de fysiologische parameters voor stress, zoals bloeddruk (Hartig et al., 2003, Ulrich et al., 1991), hartslag, huidgeleiding en spierspanning (Ulrich et al., 1991). Een Japanse studie heeft aangetoond dat bosomgevingen lagere cortisolconcentraties kunnen bevorderen, alsook een lagere hartslag en bloeddruk, grotere parasympathische en lagere sympathische zenuwactiviteit in vergelijking met stadsomgevingen (Lee et al., 2011; Park et al., 2007, Park et al., 2010). De ART van Kaplan & Kaplan (1989) daarentegen legt de nadruk op cognitieve processen. Volgens deze theorie kan de natuur bijdragen aan het herstel van aandachtsmoeheid – een meer cognitieve vorm van stress als gevolg van mentale overbelasting – maar ook aan een betere concentratie, zelfdiscipline en een beter geheugen. Er kunnen twee soorten aandacht onderscheiden worden. Enerzijds is er de gerichte aandacht die veel energie vraagt en leidt tot aandachtsmoeheid, en anderzijds de onvrijwillige aandacht, die door Kaplan en Kaplan ook wel zachte fascinatie wordt genoemd. Bij zachte fascinatie is er naast de aandachtsvragende gebeurtenis of omgeving nog gelegenheid om bijvoorbeeld te filosoferen over doelen en prioriteiten in het leven of na te denken over onopgeloste problemen. De natuur levert een bijdrage aan het herstel van aandachtsmoeheid doordat deze moeiteloos de aandacht vasthoudt, waardoor de executieve functies die de gerichte aandacht reguleren tot rust kunnen komen, en er dus nog ruimte is voor reflectie. Stedelijke omgevingen zouden voornamelijk harde fascinatie oproepen. Contact met de natuur blijkt ook effectief te zijn bij meer acute vormen van stress, waarbij geen sprake is van aandachtsmoeheid. Naast zachte
18 fascinatie zijn er nog drie andere kenmerken die bijdragen aan de herstellende effecten van de natuur, namelijk being away (er even helemaal uit zijn), extent (het gevoel verbonden te zijn met een groter geheel) en compatibility (afstemming tussen de omgeving en menselijke behoeften) (Custers & van den Berg, 2007; Kaplan & Kaplan, 1989; Parsons, 1991).
1.3 Humane experimentele studies rond natuur en stress
Uit meerdere onderzoeken blijkt dat een groene omgeving een stressreducerend effect heeft. Dit gaat vooral over een groene buitenomgeving binnen observationele studies (Ewert & Chang, 2018; van den Berg et al., 2010). In een beperkt aantal onderzoeken werd een simulatie van een groene omgeving gebruikt binnen een experimentele context. De focus lag vooral op het visuele aspect, maar er werd ook geluid gebruikt. Bijlage 1 bevat een vergelijkende tabel van de 10 laboratoriumstudies die gevonden werden.
1.3.1 Simulatie van een groene omgeving
Een eerste manier om een groene omgeving te simuleren, is het gebruik van video’s. Participanten kunnen bijvoorbeeld een video te zien krijgen met veel vegetatie of water en natuurgeluiden (Ulrich et al., 1991), een 3D-video van een straat met een variërend aantal bomen (Jiang, Chang & Sullivan, 2014) of een video van een stadspark, al dan niet in een open omgeving, met mensen en/of natuurelementen (Wang, Rodiek, Wu, Chen & Li, 2016). Een tweede manier om natuur na te bootsen, is met behulp van Virtual Reality. Valtchanov, Barton & Ellard (2010) kozen voor actieve exploratie in een virtueel bos. In andere onderzoeken kregen de participanten bijvoorbeeld een virtueel bos te zien, al dan niet met congruente geluiden (Annerstedt et al., 2013) of een virtueel park met vogel- of verkeersgeluiden (Hedblom et al., 2019). Alvarsson, Wiens en Nilsson (2010) bevestigden de rol van geluid al eerder. Een derde manier om een groene omgeving te simuleren, is het gebruik van posters of planten. Beukeboom, Langeveld en Tanja-Dijkstra (2012) gingen zo het effect na van een groene omgeving in een ziekenhuiswachtkamer. Het onderzoek van Choi en collega’s (2016) gebruikte ook echte planten, waarbij gedurende het experiment de voorkeur voor de hoeveelheid groen werd nagegaan. Een vierde manier om natuur na te bootsen illustreerden Brown, Barton en Gladwell (2013) door een diavoorstelling te tonen met foto’s van bomen, gras en velden.
19
1.3.2 Groene omgeving als beschermende of herstellende factor
Er kan een onderscheid worden gemaakt in het moment waarop de participanten worden blootgesteld aan een groene omgeving. De meeste onderzoeken toonden een groene omgeving tijdens de herstelperiode na een stressor. De participanten binnen het onderzoek van Hedblom en collega’s (2019) werden zowel tijdens als na de stressor blootgesteld aan een groene omgeving. Enkel Brown, Barton en Gladwell (2013) toonden een groene omgeving voor de stressor.
1.3.3 Type stressor
Ten slotte kan er een onderscheid worden gemaakt op basis van het type stressor dat werd gebruikt. Dit kan gaan om fysieke stressoren, zoals elektrische shocks (Hedblom et al., 2019), of psychosociale stressoren, zoals het nabootsen van sociale evaluatie. Dit laatste kan met behulp van wiskundetaken (Alvarsson, Wiens, & Nilsson, 2010; Brown, Barton, & Gladwell, 2013), een mondeling examen (Wang et al., 2016) of de Trier Social Stress Test (TSST), bestaande uit een speech en een rekentaak (Annerstedt et al., 2013; Jiang, Chang, & Sullivan, 2014). Andere stressoren zijn het beschrijven of bekijken van stressvolle situaties (Ulrich et al., 1991; Valtchanov, Barton, & Ellard, 2010)
1.3.4 Limitaties
Samenvattend zijn er negen onderzoeken die het effect van een groene omgeving onderzochten in een klinische gecontroleerde context (exclusief het onderzoek van Beukeboom et al., 2012). De conclusies waren echter niet eenduidig. Vaak is er een trend tot significant verschil binnen de condities of slechts op één stressparameter. Bij verschillen zorgde de natuur voor het meeste herstel. De onderzoekspopulaties waren steeds jongvolwassenen met een maximumleeftijd van 32 jaar. Meerdere limitaties werden gevonden in deze bestaande onderzoeken. Ten eerste werd nooit onderzocht welke elementen van een groene natuuromgeving nu precies zorgen voor stressreductie: de groene kleur, de vormen van de natuur of een combinatie van beide? Ten tweede is er maar één onderzoek die het effect van een groene omgeving onderzocht voor blootstelling aan een stressor (Brown, Barton, & Gladwell, 2013). Nergens werd het effect zowel voor als na de stressor bekeken. Ten derde werd het effect van een groene omgeving vaak onvoldoende (lang) gemeten om de stressrespons goed te kunnen analyseren tijdens de herstelperiode. Vooral de hartslagvariabiliteit werd gebruikt als objectieve stressmeting. Cortisolniveaus werden slechts in twee onderzoeken bepaald, terwijl dit een belangrijke rol speelt binnen de stressrespons (Charmandari et al., 2005). Ten vierde werd nergens de connectie met de
20 natuur bevraagd. Brown, Barton en Gladwell (2013) raadden aan om de Nature Relatedness Scale te gebruiken. Individuele voorkeuren kunnen namelijk als mediatoren de stressrespons beïnvloeden (Nisbet, Zelenski, & Murphy, 2009). Overigens is de herkenbaarheid en aantrekkelijkheid van de omgeving belangrijk. Er wordt bijvoorbeeld aangeraden om geen abstracte figuren of tekeningen te gebruiken, maar herkenbare omgevingen (Beukeboom et al., 2012).
21
2 Probleemstelling en onderzoeksvragen
Op korte termijn is de stressreactie van het lichaam nuttig, maar op lange termijn kunnen acute en chronische stress en onvoldoende herstel leiden tot verschillende gezondheidsproblemen (McEwen, 1998). Observationele studies hebben aangetoond dat een groene omgeving kan leiden tot positieve veranderingen in cognitie en emotie, welke op hun beurt een positieve invloed hebben op het stressniveau, de gezondheid en het welzijn (Thompson et al., 2012). De toenemende verstedelijking en het ruimtelijke beleid zorgen er echter voor dat mensen steeds verder wonen van groene omgevingen (Van den Berg et al., 2010). Binnen Europa is er geen regio die meer versnipperd en verkaveld is dan Vlaanderen en deze evolutie lijkt zich voort te zetten. Bovendien behoort Vlaanderen, met een bosindex van 11%, tot de bosarmste regio’s in Europa (Natuurpunt, 2020a, 2020b). Beperkte toegang tot groene ruimte verhoogt echter de kwetsbaarheid voor de negatieve impact van stressvolle levensgebeurtenissen op mentale en fysieke gezondheid (Van den Berg et al., 2010). Er is nood aan experimenteel onderzoek via een korte stressinducerende laboratoriuminterventie om een goede omgevingsimplementatie op te zetten in een stadsomgeving en binnenshuis. Negen onderzoeken werden reeds gepubliceerd in dergelijke context. Het is echter nog niet duidelijk welke aspecten van een groene omgeving een invloed hebben op stress. Bovendien kennen deze onderzoeken een aantal limitaties, zoals eerder aangegeven. De bestaande wetenschappelijke evidentie leidt tot volgende onderzoeksvragen: (1) Wat is het effect van een groene natuuromgeving op stressreactiviteit tijdens een acute stressor?, (2) Wat is het effect van een groene natuuromgeving op korte-termijn stressherstel na een acute stressor?, en (3) Welk aspect van een groene natuuromgeving heeft een invloed op stress: de groene kleur, de vormen van de natuur of een combinatie van beide?
De hypothesen van dit onderzoek luiden als volgt: (1) Een groene natuuromgeving zorgt voor een lagere stressreactiviteit tijdens een acute stressor in vergelijking met een natuuromgeving in zwart-wit of een stedelijke omgeving in groen of zwart-wit. Een groene natuuromgeving kan zo gezien worden als een beschermende factor tegen stress. (2) Een groene natuuromgeving zorgt voor meer korte-termijn stressherstel na een acute stressor in vergelijking met een natuuromgeving in zwart-wit of een stedelijke omgeving in groen of zwart-wit. Een groene natuuromgeving kan zo gezien worden als een herstellende factor voor stress. (3) De combinatie van de groene kleur met natuurelementen is noodzakelijk om bovenstaande effecten te bekomen.
22
3 Onderzoeksmethode
3.1 Doel
Via de Trier Social Stress Test (TSST) werd stress geïnduceerd binnen een experimentele context (Kirschbaum, Pirke, & Hellhammer, 1993). De groene omgeving werd gesimuleerd met een diavoorstelling met foto’s en dat zowel voor als na de TSST. Om na te gaan welke aspecten van een groene omgeving (vormen versus kleur) een effect hebben op het stressniveau, werden de participanten in vier groepen verdeeld. Elke groep kreeg een andere diavoorstelling te zien. Het onderzoek kreeg een positief advies van de Commissie voor Medische Ethiek (zie Bijlage 2). Bij aanvang van elk experiment werd het toestemmingsformulier (zie Bijlage 3) mondeling toegelicht.
3.2 Onderzoekspopulatie
Voor dit onderzoek zijn we op zoek gegaan naar jongvolwassenen tussen 18 en 32 jaar, waaronder studenten uit het hoger onderwijs en beginnende werkers. Mensen in deze levensfase blijken immers steeds meer stress te ervaren, zoals in de inleiding wordt besproken. Er wordt gekozen voor een maximumleeftijd van 32 jaar, omdat het cortisolgehalte toeneemt met de leeftijd en de hartslagvariabiliteit afneemt bij het ouder worden (Kudielka, Buske-Kirschbaum, Hellhammer, & Kirschbaum, 2004a, 2004b).
3.2.1 Exclusiecriteria
Mensen met een depressie, angststoornis, psychose, persoonlijkheidsstoornis en/of post-traumatisch stresssyndroom vertonen afwijkingen in de HPA-as (Abelson et al., 2010). Omwille van deze reden werden mensen met een psychische aandoening geëxcludeerd.
Ook zwangere vrouwen mochten niet deelnemen aan dit onderzoek. Enerzijds zou het ethisch onverantwoord zijn om zwangere vrouwen tijdens hun zwangerschap bloot te stellen aan stress in functie van een onderzoek omwille van het verhoogde risico op problemen bij het kind. Deze problemen worden mogelijks veroorzaakt door de verhoogde cortisolniveaus in de placenta (Glover, 2015). Bovendien vindt de cortisolproductie tijdens de zwangerschap niet enkel plaats in de bijnieren, maar ook in de placenta. Dit heeft een grote invloed op de normale cortisolproductie (Thomson, 2013). Tijdens de zwangerschap is de HPA-as minder gevoelig voor stress, waardoor de foetus beschermd wordt tegen de schadelijke effecten van hoge cortisolniveaus (Glover, 2015).
23
3.2.2 Sampling
De participanten stelden zich telkens vrijwillig kandidaat om deel te nemen. Convenience sampling en snowball sampling werden gecombineerd. Hiervoor werden posters opgehangen op verschillende campussen van de Universiteit Gent en werden flyers uitgedeeld om mogelijke participanten persoonlijk te kunnen aanspreken. Deze posters en flyers (zie Bijlage 4) werden ook in digitaal formaat gedeeld op sociale media zoals Facebook en Instagram. Dit zijn kanalen waar de doelpopulatie veel gebruik van maakt. Het eigen netwerk van de onderzoekers werd aangesproken (vrienden, familie en medestudenten) die op hun beurt participanten konden aanbrengen. Hierbij werd er ook gerekend op het snowball-effect, waarbij (mogelijke) participanten informatie over deelname aan het onderzoek verspreiden in hun eigen netwerk.
3.3 Onderzoeksdesign
Het onderzoeksdesign was een randomized controlled trial, meer bepaald een pre-posttest design met herhaaldelijke metingen. Dit betekent dat er een vergelijking werd gemaakt tussen de drie interventiegroepen en een controlegroep om het effect van de soort omgeving (diavoorstelling met groene natuuromgeving, zwart-wit natuuromgeving, groene stadsomgeving en zwart-wit stadsomgeving) na te gaan op stress. Tijdens het experiment vonden er meerdere metingen plaats van verschillende stressparameters, zowel voor als na het bekijken van de diavoorstelling. Figuur 2 geeft een schematische voorstelling weer van alle stappen in het experiment in functie van de tijd.
Figuur 2: Stappen in het experiment in functie van de tijd
Noot Figuur 2. Faros: hartslagmeter om de hartslagvariabiliteit te bepalen. Speekselstaal: swab in de mond bewegen voor cortisolbepaling. PANAS: Positief en Negatief Affect Schaal - zes emoties beoordelen op een 10-punts-Likertschaal. Slides: vier condities - foto’s natuur in kleur of zwart-wit, stad in groen of zwart wit. TSST: Trier
24
Social Stress Test - speech en rekentaak. PRS: Perceived Restorativeness Scale - beoordelen van foto’s slideshow. Vragenlijst honger en smaak + foodlab: onderdeel van het onderzoek naar extern en emotioneel eten dat in ons onderzoek werd geïntegreerd.
3.3.1 Interventiegroepen
Voor de stressinductie aan de hand van de TSST kreeg elke participant verschillende foto’s te zien gedurende vijf minuten. Na de TSST kreeg de participant gelijkaardige foto’s te zien, maar dan gedurende acht minuten. De tweede diavoorstelling duurde langer zodat er voldoende tijd was tussen de speekselstalen. De foto’s verschenen achtereenvolgens op het scherm. De participant kreeg elke foto 30 seconden te zien, zodat hij voldoende tijd had om zich in te leven in elke foto. Welke foto’s de participanten te zien kregen, was afhankelijk van de conditie waaraan men willekeurig werd toegewezen. Interventiegroepen één, twee en drie kregen respectievelijk groene natuurfoto’s te zien (zie Bijlage 5ab), dezelfde natuurfoto’s in zwart-wit en groen getinte stadsfoto’s (zie Bijlage 6ab), steeds zonder mensen of dieren. Van elke groene natuurfoto werd de RGB-code1 berekend (zie Bijlage 7). Voor de corresponderende groene stadsfoto’s werden dezelfde RGB-totaalwaarden toegepast. De controlegroep kreeg net zoals de derde interventiegroep foto’s van stadsomgevingen te zien, maar dan in zwart-wit.
3.3.2 Randomisatie
Voor de randomisering werd blokrandomisatie toegepast, waarbij gestratificeerd werd op basis van de volgorde van de participantenlijst en geslacht. De eerste participant kreeg conditie één, de tweede participant conditie twee enzovoort. De vijfde participant startte weer bij conditie één. Tijdens het uitvoeren van de experimenten bleek er een ongelijke verhouding te zijn in geslacht. De mannen waren ondervertegenwoordigd, waardoor de kans bestond dat deze allemaal in dezelfde conditie zouden zitten. Daardoor werd voor vrouwen en mannen apart bekeken in welke conditie ze zouden deelnemen.
3.4 Stressinductie
Stress werd geïnduceerd aan de hand van de TSST (Kirschbaum et al., 1993). Dit is een gevalideerd protocol om een acute stressreactie te veroorzaken. Er ontstaan enerzijds fysiologische effecten, waaronder veranderingen in de HPA-as met cortisol als eindproduct en in het cardiovasculaire systeem (Allen, Kennedy, Cryan, Dinan, & Clarke, 2014).
1
Het RGB-kleursysteem is een hexadecimale kleurcodering met de drie primaire additieve kleuren rood, groen en blauw. De hoeveelheid van een kleur ligt tussen 00 (=0, niets van die kleur) en het hexadecimale FF (=255, alles van die kleur).
25 Anderzijds ontstaan er psychologische effecten in subjectieve stress, angst en gemoed (Allen et al., 2014; Henze et al., 2017). De TSST bestond uit twee taken. Een medewerker van de studie zag erop toe dat beide taken correct werden uitgevoerd. Om de sociale druk en prestatiestress te verhogen, gaf deze medewerker de indruk niet tevreden te zijn met de prestaties van de participant en werd steeds oogcontact behouden. De eerste taak omvatte een sollicitatiegesprek, waarbij de participant de onderzoeker ervan moest overtuigen waarom hij/zij de geschikte persoon was om onderzoek te doen naar de relatie tussen stress en een groene omgeving. De participant kreeg vijf minuten tijd om de speech alleen en zonder hulpmiddelen voor te bereiden. Deze korte voorbereidingstijd verhoogde eveneens de druk. De medewerker van de studie vertelde de participant dat zijn speech zou worden opgenomen, zodat deze achteraf geëvalueerd kon worden door experten in het spreken voor een publiek. De participant moest vijf minuten vol praten. De onderzoeker stelde geen vragen en toonde weinig emotie. De tweede taak was een rekentaak, waarbij de participant telkens het getal 13 moest aftrekken van het getal 1022. Wanneer de participant een fout maakte, gaf de medewerker dit aan door luid en duidelijk ‘fout’ te zeggen, waarna de participant volledig opnieuw moest beginnen. De participant diende de taak uit te voeren binnen de vijf minuten.
3.5 Stressmeting
Binnen dit onderzoek werd de fysiologische stressrespons bepaald aan de hand van de hartslagvariabiliteit en de cortisolconcentratie in het speeksel. De hartslagvariabiliteit toont veranderingen die gepaard gaan met de arousal van het autonome zenuwstelsel en cortisol is de klassieke biomarker voor stress in de HPA-as (Charmandari et al., 2005). Daarnaast veroorzaakt stress ook een psychologische respons (Finan, Zautra, & Wershba, 2011). Hiervoor werd de Positief en Negatief Affect schaal (PANAS) gebruikt, dat peilt naar emoties (Watson, Clark & Tellegen, 1988).
3.5.1 Hartslagvariabiliteit
Hartslagvariabiliteit of HRV kan worden gebruikt om indirect de werking van het autonome zenuwstelsel in kaart te brengen. De HRV is de variatie in het tijdsinterval tussen twee opeenvolgende hartslagen in milliseconden. Het gaat hierbij om het tijdsinterval tussen de twee R-pieken van het PQRST-elektrocardiogram, het zogenaamde RR-interval (Malik, 1996). Zowel het sympathische en parasympathische gedeelte van het autonome zenuwstelsel spelen een rol bij de regulatie van de hartslag. Bij stress neemt de sympathische zenuwactiviteit toe, wat leidt tot een verhoging van de hartslag en een daling in de hartslagvariabiliteit. In rust en bij volledig stressherstel is de hartslag het laagst en de
26 hartslagvariabiliteit het hoogst door de werking van het parasympathische zenuwstelsel (Berntson et al., 1997).
Om de hartslag van de participanten te meten, werd de 90° eMotion Faros (Mega Electronics Ltd, Finland) gebruikt om mogelijke groepsverschillen en patronen in hartslagvariabiliteit in kaart te brengen. De 90° eMotion Faros bestaat uit twee sensoren die geplaatst worden op een met alcohol ontsmette huid. De eerste sensor komt in het midden van het rechter sleutelbeen, de tweede ter hoogte van de linker onderrib. De deelnemers droegen de sensoren tijdens het volledige experiment. Ook werden de participanten gevraagd om de voeten plat op de grond te zetten en niet te veel te bewegen.
Om de hartslagvariabiliteit te analyseren, werd gebruik gemaakt van het softwareprogramma Kubios HRV Premium 3.1.0 (Tarvainen, Niskanen, Lipponen, Ranta-Aho, & Karjalainen, 2014). Hierbij werd de gehele hartslagmeting opgedeeld in zes segmenten, gelijklopend met de tijd van de speekselafnames. Vervolgens werden de artefacten – ectopische of misplaatste hartslagen – met behulp van een automatische filtercorrectie gescheiden van een normaal sinusritme.
Om veranderingen in de parasympathische zenuwactiviteit te detecteren, werd de Root Mean Square of Successive Difference (RMSSD) berekend. Deze tijdsdomein-parameter van HRV geeft de variatie in afstand tussen de R-pieken weer door de wortel van het gemiddelde van de som van de kwadraten van de verschillen tussen de NN-intervallen te nemen. Een NN-interval is hetzelfde als een RR-interval, maar dan zonder afwijkingen. (Malik, 1996; Shaffer & Ginsberg, 2017).
Om veranderingen in de sympathische zenuwactiviteit te detecteren, werd gebruik gemaakt van een andere tijdsdomein-parameter van HRV: de zogeheten Stressindex van Baevsky (Baevsky & Berseneva, 2009). Deze Stressindex kan worden berekend aan de hand van een formule: de modus-amplitude, uitgedrukt in procent, wordt daarbij gedeeld door het product van het tweevoud van de modus met de variatiescope. Als modus wordt in deze formule gewoonlijk de mediaan van de RR-intervallen gebruikt en de amplitude ervan is de hoogte van het genormaliseerde intervallenhistogram. De variatiescope geeft de mate van RR-intervalvariabiliteit weer en is het verschil tussen de langste en kortste RR-intervalwaarden. In Kubios wordt telkens de vierkantswortel van Baevsky’s Stressindex weergegeven, om zo een normale verdeling van de waarden te bekomen (Kubios, 2020). Wanneer in deze masterproef verwezen wordt naar Stressindex, wordt telkens de vierkantswortel van de Stressindex van Baevsky bedoeld.
27 Stressindex en RMSSD dienen verschillend geïnterpreteerd te worden: hoe hoger het stressniveau, hoe groter de Stressindex zal zijn, maar hoe lager de RMSSD.
3.5.2 Speekselcortisol
De participanten werden op vijf momenten gevraagd om een speekselstaal af te nemen. Zo kon de evolutie in cortisol gemeten worden om de stressrespons in kaart te brengen. Speeksel heeft de voorkeur boven andere lichaamsvloeistoffen zoals bloed en urine, omdat het de biologisch actieve component van circulerend cortisol in het bloed nauwkeurig weergeeft, herhaaldelijke metingen mogelijk maakt, zelf kan worden afgenomen in eender welke setting, niet-invasief is en de participant dus geen schade berokkent (Kirschbaum & Hellhammer, 1994). De participanten dienden gedurende één minuut een synthetische swab in hun mond bewegen. Het gaat hierbij om Salivette-swabs, die speciaal werden ontwikkeld voor cortisolanalyses (Sarstedt, Duitsland). Na elke bemonstering werden de Salivettes op ijs bewaard en na het onderzoek gedurende 10 minuten gecentrifugeerd bij 2000 rpm (toeren per minuut). De filtraten werden overgepipetteerd in kleinere tubes en bij -18°C opgeslagen. Nadat alle stalen werden verzameld, zou het cortisolgehalte op deze stalen bepaald worden met behulp van de Cortisol ELISA Kit van Arbor Assays. Omwille van de COVID-19-pandemie konden deze stalen niet geanalyseerd worden in het laboratorium.
3.5.3 Zelfrapportage met behulp van de PANAS
De participanten vulden op vijf momenten de PANAS in om de evolutie in gemoedstoestand in kaart te brengen. De originele PANAS bestaat uit 20 emoties, waarvan 10 items zijn gelinkt aan een positief affect en de 10 andere aan een negatief affect (Watson et al., 1988). Hier werd een verkorte versie met zes Nederlandstalige items gebruikt (boos, bang, blij, gestresseerd, alert/geconcentreerd en verdrietig) met bijbehorende 10-punts-Likertschaal, gaande van ‘helemaal niet’ tot ‘helemaal wel’ (zie Bijlage 8). Het item alert/geconcentreerd werd aan dit onderzoek toegevoegd, omdat groene natuur een invloed heeft op zowel emotioneel als cognitief herstel (Berman, Jonides, & Kaplan, 2008).
Met behulp van de cronbach’s alpha-waarde werd de interne consistentie nagegaan van de PANAS binnen dit onderzoek. De interne consistentie van de positieve emoties blij en alert/geconcentreerd is met een waarde van 0,358 laag. Er zijn echter maar twee variabelen binnen dit deel van de PANAS. De betrouwbaarheid van de negatieve emoties daarentegen is met een waarde van 0,726 zeer goed, aangezien deze boven de 0,7 is.
28
3.6 Perceived Restorativeness Scale
Na het bekijken van de tweede diavoorstelling dienden de participanten de getoonde foto’s te beoordelen aan de hand van de Perceived Restorativeness Scale (PRS) (Hartig, Korpela, Evans, & Gärling, 1997). Deze is gebaseerd op de vier concepten van de ART van Kaplan & Kaplan: relaxerend, fascinerend, samenhangend en compatibiliteit. De ART stelt dat mensen zich beter kunnen concentreren en focussen na het doorbrengen in een omgeving die voldoet aan deze concepten (Kaplan & Kaplan, 1989). De originele PRS bestaat uit 26 items. Binnen dit onderzoek werd een verkorte versie met zeven items (zie Bijlage 9) gebruikt. De vier concepten van de ART werden hierbij aangevuld met scope (wijdsheid en overzichtelijkheid) en het opwekken van blijdschap en stressgevoelens. De items van de PRS-schaal binnen dit onderzoek kennen een zeer goede interne consistentie met een cronbach’s alpha-waarde van 0,815.
3.7 Mogelijke confounders
Een achtergrondvragenlijst (zie Bijlage 10) bij de start van het experiment peilde naar mogelijke confounders die de stressrespons kunnen beïnvloeden.
3.7.1 Geslacht
Het cortisolgehalte in het speeksel als reactie op psychologische stress wordt beïnvloed door geslacht. Hoewel de baselinemetingen ongeveer gelijk zijn, is de stressrespons bij mannen bijna dubbel zo groot als bij vrouwen. Al voor het uitvoeren van een stresstaak stijgt de cortisol bij mannen meer dan bij vrouwen (Kirschbaum, Wüst, Faig, & Hellhammer, 1992; Kudielka et al., 2004a). Verder heeft ook de menstruatiecyclus een invloed. Vrouwen in de luteale fase van de menstruatie hebben een gelijkaardige stijging in cortisolgehalte als mannen. Vrouwen in de folliculaire fase of vrouwen die anticonceptiva innemen, hebben de kleinste stijging (Kirschbaum, Kudielka, Gaab, Schommer, & Hellhammer, 1999).
3.7.2 Medische gegevens
Aandoeningen van het endocriene systeem kunnen de productie, de opslag en de afgifte van hormonen zoals ACTH, cortisol en (nor)adrenaline beïnvloeden. Hierbij gaat het voornamelijk om aandoeningen van de adenohypofyse, aandoeningen van de bijnierschors en aandoeningen van het bijniermerg (Zelman, Tompary, Raymond, Holdaway & Mulvihill, 2014). Glucocorticoïden, die onder meer worden gebruikt als substitutietherapie bij bijnierschorsinsufficiëntie (Belgisch Centrum voor Farmacotherapeutische Informatie, 2014), en medicatie die inwerkt op het autonome zenuwstelsel hebben een invloed op
29 respectievelijk de cortisolconcentratie en de hartslagvariabiliteit. Een afwijkende hartslagvariabiliteit kan ook verklaard worden door cardiovasculaire aandoeningen of een medicamenteuze behandeling hiervoor.
3.7.3 Gezondheidsgedrag
De participanten werden gevraagd om aan te geven wanneer zij voor het laatst hadden gerookt, intensief hadden gesport en cafeïnerijke of alcoholische dranken hadden gedronken voorafgaand aan het experiment. Bij alcoholverslaafden en rokers is de HPA-as minder gevoelig, met een verlaagde cortisolrespons als gevolg (Lovallo, Dickensheets, Myers, Thomas, & Nixon, 2000; Rohleder & Kirschbaum; 2005). Cafeïne (Lovallo, Farag, Vincent, Thomas, & Wilson, 2006) en matige tot intense beweging (Hill et al., 2008) daarentegen verhogen het cortisolniveau. Ook heeft de combinatie van stress en nicotine een stimulerend effect op hartslagvariabiliteit (Perkins, Epstein, Jennings, & Stiller, 1986)
3.7.4 Perceived Stress Scale
De Perceived Stress Scale (PSS) bestaat uit 14 items en peilt naar de mate waarin de participanten hun leven in de afgelopen maand onvoorspelbaar, oncontroleerbaar en belastend vonden (Cohen, Kamarck, & Mermelstein, 1983). Hier werd een verkorte, Nederlandstalige versie met 10 items gebruikt, met bijbehorende 5-punts-Likertschaal, gaande van ‘nooit’ tot ‘heel vaak’. De finale score geeft de gepercipieerde stress in de maand voorafgaand aan het experiment weer. Dit kan een mogelijke confounder zijn op de huidige stresservaring. De items in de PSS-schaal binnen dit onderzoek kennen een zeer goede interne consistentie met een cronbach’s alpha-waarde van 0,873.
3.7.5 Lievelingskleur
De lievelingskleur van de participant kan een confounder zijn indien er duidelijke groepsverschillen zijn. Indien de groep met groene natuur- of stadsfoto’s bijvoorbeeld een duidelijke voorkeur heeft voor de kleur groen, kan dit een invloed hebben op de stressrespons (Ulrich, 1983; Ulrich et al., 1991). Bovendien is er een verband tussen kleurvoorkeur en mate van arousal (Walters, Apter, & Svebak, 1982).
3.7.6 Nature Relatedness Scale
De Nature Relatedness Scale (NRS) bestaat uit 21 items en peilt naar de connectie met de natuur (Nisbet et al., 2009). Hier werd de verkorte versie met zes items gebruikt (NR-6), met
30 bijbehorende 5-punts-Likertschaal, gaande van ‘totaal niet akkoord’ tot ‘helemaal akkoord’ (Nisbet & Zelenski, 2013). Groepsverschillen in deze score kunnen een invloed hebben op de stressrespons. Indien alle participanten die de groene natuurfoto’s zien bijvoorbeeld ook een hoge NRS-score hebben, kan dit een reducerend effect hebben op hun stressniveau (Nisbet et al., 2009). De items in de NRS-schaal binnen dit onderzoek kennen een zeer goede interne consistentie met een cronbach’s alpha-waarde van 0,847.
3.8 Verloop van het experiment
De experimenten duurden telkens één uur en 15 minuten. Het informed consent werd bij aanvang van elk onderzoek zowel mondeling als schriftelijk toegelicht. Na ondertekening van dit toestemmingsformulier werd een gestandaardiseerde video gestart waarin elk onderdeel van het onderzoek stap voor stap werd uitgelegd. In de video werd rekening gehouden met de tijdsduur die nodig was om elk onderdeel te kunnen volbrengen. De video diende bijgevolg niet gepauzeerd of doorgespoeld te worden. Om voldoende tijd tussen de speekselstalen te voorzien, werd het onderzoek gecombineerd met een ander, gelijkaardig onderzoek naar het indirecte effect van een groene omgeving op extern en emotioneel eten via stress.
3.9 Data-analyse
Voor het analyseren van alle data werd gebruik gemaakt van het softwareprogramma SPSS. In dit onderzoek werd geopteerd voor een significantieniveau α van 5% (p-waarde < ,05). Een p-waarde tussen ,05 en ,10 werd beschouwd als trendsignificant.
Eerst werden de baselinemetingen van alle emoties en de HRV vergeleken tussen de participanten in de verschillende groepen. Daarna werden groepsverschillen nagegaan in leeftijd, geslacht, BMI, student/niet-student, gezondheidsgedrag, PSS, lievelingskleur en NRS, om te analyseren of er een gelijke verdeling is van deze mogelijke confounders. In een volgende stap werd de evolutie van de zes emoties en de HRV in kaart gebracht. Een eerste manier is via Repeated Measures (M)ANOVA. Dit geeft per conditie de evolutie weer van de desbetreffende variabele. Een andere manier om de evolutie van de emoties en de HRV in kaart te brengen, is het gebruik van AUCi (Area Under the Curve with respect to Increase) en relatieve verandering (RC). Beiden werden opgesplitst in twee delen: stressreactiviteit – de periode voor en tijdens de stressor – en stressherstel, dat de periode na de stressor weerspiegelt. In Figuur 3 is te zien hoe de metingen van PANAS en HRV zich ten opzichte van elkaar verhouden.
31
Figuur 3: Meetmomenten emoties en HRV
Noot Figuur 3. HRV: Heart Rate Variability, PANAS: Positief en Negatief Affect Schaal. De hartslag werd gedurende het hele experiment geregistreerd. Dit werd opgedeeld in zes segmenten, van HRV(1) tot en met HRV(6). Tijdens HRV(3) vindt de Trier Social Stress Test (TSST), de stressor bestaande uit een speech- en rekentaak, plaats. Reactiviteit illustreert de periode voor en tijdens de stressor en herstel de periode na de stressor. Via de PANAS werden op vijf verschillende momenten de zes emoties bevraagd: stress, bang, verdrietig, blij, boos en alert/geconcentreerd.
AUCi stelt de oppervlakte onder de curve voor. Hier is echter niet de x-as de basis van de oppervlakte onder de curve, maar de startwaarde van de desbetreffende fase (reactiviteit of herstel). De relatieve verandering neemt enkel de start- en eindwaarde mee van de periodes van reactiviteit en herstel aan de hand van de volgende formule: (eindwaarde – startwaarde)/startwaarde. Op die manier ontstaat het percentage in daling of stijging in de desbetreffende fase. Figuur 4 is een illustratie van de interpretatie AUCi van de emotie stress binnen de conditie natuurslides in kleur.
Figuur 4: AUCi reactiviteit en herstel van de score op emotie stress binnen de conditie van de groene natuurslides
32
Noot Figuur 4. Lichtgrijs = reactiviteit. Donkergrijs = herstel. De AUCi (Area Under the Curve with respect to Increase) geeft de oppervlakte van de gearceerde gebieden weer. Reactiviteit loopt van meting 1 (waarde 3,68) tot en met meting 2 (waarde 5,91). Deze positieve AUCi betekent een stijging in stressniveau. De lichtgrijze oppervlakte heeft een AUCi van 30,94 (zie Tabel 4). Herstel start bij de piek bij meting 2 net na de stressor (waarde 5,91) en gaat naar 3,64 bij meting 3, 2,77 bij meting 4 tot 2,55 bij meting 5. Dit betekent telkens een daling in stressniveau bij elk meetmoment binnen de herstelperiode. Er is sprake van een negatieve AUCi (waarde -75,26), aangezien deze waarden allemaal onder de startwaarde van 5,91 liggen en steeds verder dalen.
Met behulp van het softwareprogramma G*Power 3.1.9.2 werden zeven post-hoc-poweranalyses uitgevoerd, namelijk één voor elke emotie die via de PANAS werd bevraagd, één voor RMSSD en één voor Stressindex. Om de effect size in G*Power te kunnen berekenen, werd eerst voor elk item Eta Squared (η2
of ETASQ)
opgevraagd in SPSS. Wat betreft de Correlation among Repeated Measures werden waarden tussen 0,4 en 0,7 vastgesteld. Om deze reden werd in deze analyses een standaardwaarde van 0,5 gehanteerd. Met behulp van de Mauchly’s Test of Sphericity bleek dat er steeds aan de assumptie van sphericiteit werd voldaan. Er was dus geen correctie nodig (waarde 1). De input- en outputgegevens van elke post-hoc-poweranalyse worden weergegeven in Bijlage 11. De power voor de emotie gestresseerd bedraagt 75% en is hiermee het laagst. De emoties blij, bang, verdrietig en boos, alsook alert/geconcentreerd en RMSSD hebben een zeer goede power van 99%. Stressindex heeft een uitstekende power van 100%.33
4 Resultaten
4.1 Controle exclusiecriteria en medische gegevens
In de achtergrondvragenlijst werd gevraagd naar het medicatiegebruik en lichamelijke en psychische aandoeningen op het moment van het onderzoek. Alvorens verder te gaan met de analyses, dienden deze gegevens gecontroleerd te worden. In Bijlage 12 wordt een overzicht weergegeven van de gerapporteerde psychische en lichamelijke aandoeningen alsook het gerapporteerde medicatiegebruik van de participanten. Op basis hiervan werden de resultaten van één participant – met verschillende psychische aandoeningen die een invloed zouden kunnen hebben op de resultaten – niet meegenomen in dit onderzoek.
4.2 Steekproef
In totaal hebben 82 participanten deelgenomen aan dit onderzoek. Op basis van de vooropgestelde exclusiecriteria werden de resultaten van één participant niet opgenomen in dit onderzoek, dus er bleven 81 participanten over.
Bij twee participanten werd de hartslagmeting niet geregistreerd. Omwille van de COVID-19-pandemie, waarvan officieel sprake is sinds 11 maart 2020 (één week na het laatste experiment), konden de speekselstalen van geen enkele participant geanalyseerd worden.
4.3 Algemene variabelen
In Bijlage 13 staan nog drie algemene variabelen van de steekproef: opleiding, stad van de school en woonplaats. Deze variabelen werden niet meegenomen in verdere analyses.
4.4 Baselinemetingen
Er bleek geen significant verschil te zijn in stressniveau bij aanvang van het experiment tussen de drie interventiegroepen en de controlegroep. Tabel 1 geeft per conditie de baselinemetingen weer van de zes emoties, gemeten via PANAS, en van de twee HRV-parameters, Stressindex en RMSSD.
34
Tabel 1: Baselinemetingen per conditie
Conditie Baseline gestresseerd Baseline bang Baseline verdrietig Baseline blij Baseline boos Baseline alert_ geconcentreerd Baseline Stressindex Baseline RMSSD Natuur kleur N = 22 3,68±2,08 P25 1,00 P50 1,00 P75 2,00 P25 1,00 P50 1,00 P75 3,00 6,09±1,48 P25 1,00 P50 1,00 P75 1,00 6,77±1,69 8,20±5,02 128,47±140,50 Natuur zwart-wit N = 21 3,76±1,61 P25 1,00 P50 1,00 P75 2,00 P25 1,00 P50 1,00 P75 3,50 6,10±1,51 P25 1,00 P50 1,00 P75 2,50 6,05±1,80 8,51±4,76 113,67±137,39 Stad groen N = 18 4,17±2,07 P25 1,00 P50 1,00 P75 2,00 P25 1,00 P50 1,50 P75 3,00 6,44±1,38 P25 1,00 P50 1,00 P75 3,00 6,33±1,37 7,60±4,62 121,00±94,66 Stad zwart-wit N = 20 4,80±2,14 P25 1,00 P50 1,00 P75 2,00 P25 1,00 P50 2,00 P75 3,00 5,70±1,59 P25 1,00 P50 1,00 P75 1,00 6,70±1,69 8,42±6,31 115,62±100,14 verschil p = ,259* p = ,774** p = ,961** p = ,505* p = ,188** p = ,460* p = ,952* p = ,980* Totaal 4,09±2,00 P25 1,00 P50 1,00 P75 2,00 P25 1,00 P50 1,00 P75 3,00 6,07±1,49 P25 1,00 P50 1,00 P75 1,00 6,47±1,65 8,20±5,14 119,77±118,70
Noot Tabel 1. Baselinemetingen van de zes emoties bevraagd via Positief en Negatief Affect Schaal. Baselinemetingen van de hartslagvariabiliteit-parameters: Stressindex die de sympatische zenuwactiviteit weerspiegelt (hoe hoger, hoe meer stress) en Root Mean Square of Successive Difference die de parasympatische zenuwactiviteit weerspiegelt (hoe lager, hoe meer stress). *One-Way ANOVA en de niet-parametrische variant **Kruskal Wallis Test.
