辛月

（北京航空航天大學(xué) 外國語學(xué)院，北京 100191）

定期鍛煉對維持健康的生活方式起著至關(guān)重要的作用。運(yùn)動能夠加強(qiáng)心血管、免疫及代謝系統(tǒng)，并對腦內(nèi)環(huán)境起調(diào)節(jié)作用。據(jù)報導(dǎo)，快速、高強(qiáng)度的運(yùn)動和常量、中強(qiáng)度的有氧運(yùn)動都能提高循環(huán)神經(jīng)營養(yǎng)因子水平，增強(qiáng)神經(jīng)傳遞，對各年齡段個體的情緒和認(rèn)知功能產(chǎn)生有益影響。年輕人快速進(jìn)行一次高強(qiáng)度騎自行車運(yùn)動，會引起血清中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）水平升高，而BDNF與血乳酸含量相關(guān)。長期的中強(qiáng)度運(yùn)動也會產(chǎn)生同樣效果（即騎自行車5周、每周3次、運(yùn)動強(qiáng)度應(yīng)低于通氣閾值）。這兩種方案都與改善認(rèn)知表現(xiàn)相關(guān)。參加常量運(yùn)動（如步行、徒步旅行、騎自行車、舉重、伸展或其他運(yùn)動）的65歲以上成年人在常規(guī)記憶測試中得分較高，而且經(jīng)證實(shí)，他們患癡呆癥和行動功能障礙等老年病的風(fēng)險得到降低。這樣的益處通常與運(yùn)動頻率或強(qiáng)度以及熱量消耗等的量度相關(guān)。經(jīng)證實(shí)，步行、有氧運(yùn)動和力量訓(xùn)練等均可改善癡呆癥早期患者的行動能力和認(rèn)知能力。因此，運(yùn)動對維持老年人大腦健康，包括對神經(jīng)退行性疾病早期患者的重要性正得到廣泛認(rèn)可。此外，研究表明身體運(yùn)動可以降低認(rèn)知能力下降的風(fēng)險，所以積極的生活方式可以看作是一種“預(yù)防性”策略，改善大腦退化和心血管功能障礙。

人類大腦衰老通常會導(dǎo)致認(rèn)知能力下降，可能會逐漸降低神經(jīng)營養(yǎng)水平，改變腦血管系統(tǒng)，減少神經(jīng)發(fā)生。海馬體極易受到形態(tài)和功能衰老變化的影響。在嚙齒動物中觀察到了類似的衰老變化，因此嚙齒動物成為觀察細(xì)胞水平上的變化和研究介入或預(yù)防策略的理想模型。與人類一樣，嚙齒動物模型顯示其海馬體的體積隨動物衰老而減小。一部分原因是嚙齒動物的細(xì)胞增殖減少和大腦形態(tài)變化，如樹突分支、脊柱密度和纖維投射到海馬體中的數(shù)量減少。此外，嚙齒動物和人類的衰老都與大腦的營養(yǎng)支持減少有關(guān)，如BDNF及其全長受體、原肌球蛋白受體激酶B的水平下降。神經(jīng)營養(yǎng)支持的缺失往往伴隨著神經(jīng)元存活和突觸可塑性的減弱。需要注意的是，神經(jīng)系統(tǒng)衰老變化與功能衰退相關(guān)，尤其是海馬體依賴性學(xué)習(xí)和記憶功能以及方位辨認(rèn)功能。

值得注意的是，雖然海馬體是公認(rèn)的成熟哺乳動物體內(nèi)神經(jīng)發(fā)生的主要部位，但在人體中是否也是如此，這一問題存在一定爭議。Sorrells及其同事在最近發(fā)表的論文中表示，尚未發(fā)現(xiàn)青年時期以外神經(jīng)發(fā)生的證據(jù)，而Boldrini等人隨后也發(fā)表了論文，表明神經(jīng)發(fā)生確實(shí)持續(xù)至成年時期，衰退程度很小，這與之前的研究結(jié)果一致。事實(shí)上，許多研究表明，成年時期新生的神經(jīng)干細(xì)胞可能受到刺激而形成不同的神經(jīng)元群體，雖然這些細(xì)胞可能失去增殖能力，且隨著衰老而趨于靜止，但它們受到刺激（包括跑步等）之后可以重新激活。

據(jù)嚙齒動物模型顯示，身體運(yùn)動的短期增加足以上調(diào)支持大腦的中樞和外周因子，并促進(jìn)突觸的可塑性。成年大鼠在自由進(jìn)出跑輪3天后，其海馬體中的神經(jīng)生長因子和原肌球蛋白受體激酶B的信使RNA水平上調(diào)，突觸間傳遞和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的相關(guān)基因同樣發(fā)生上調(diào)。此外，運(yùn)動促進(jìn)對脈管系統(tǒng)的營養(yǎng)支持，包括增加胰島素樣生長因子1（IGF-1）在中樞和循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)的濃度水平，經(jīng)證實(shí)，這對于神經(jīng)傳遞和神經(jīng)元存活有支持作用。運(yùn)動具有更大的系統(tǒng)益處，且與大腦健康息息相關(guān)，這些作用都不容低估，因?yàn)檫\(yùn)動的神經(jīng)保護(hù)作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出促進(jìn)神經(jīng)營養(yǎng)通路和海馬體神經(jīng)發(fā)生的作用。經(jīng)證實(shí)，自由跑輪運(yùn)動可上調(diào)血腦屏障中的緊密連接（TJ）相關(guān)蛋白的含量，從而保護(hù)大腦，不受可能導(dǎo)致毒性、炎癥或病理的循環(huán)分子的損害。研究證明，跑步也可以降低老年小鼠海馬體中小膠質(zhì)細(xì)胞的活化和細(xì)胞因子水平，代表著運(yùn)動可保護(hù)神經(jīng)血管單元、進(jìn)而保護(hù)大腦免受損傷的另一種機(jī)制。在晚期衰老和阿爾茨海默病的模型中，運(yùn)動減少了可溶性淀粉樣β蛋白（Aβ）負(fù)荷和斑塊形成，部分由淋巴清除和蛋白水解降解來介導(dǎo)。經(jīng)證明，自由跑輪運(yùn)動也可以延緩白質(zhì)萎縮并保護(hù)阿爾茨海默病小鼠模型的腦血管系統(tǒng)，這與改善空間記憶任務(wù)的表現(xiàn)相關(guān)。

許多研究證實(shí)了BDNF、工作水平以及各種記憶和認(rèn)知能力測試中表現(xiàn)的改善情況之間的相關(guān)性。但運(yùn)動對年輕受試者的記憶和認(rèn)知能力的影響程度問題仍未形成堅(jiān)定共識。迄今為止，臨床研究仍在一定程度上受到研究規(guī)模的限制，通常無法實(shí)現(xiàn)性別平衡，還存在實(shí)驗(yàn)和采樣方案的巨大差異。對于認(rèn)知功能受損的老年受試者以及輕度認(rèn)知功能障礙患者，有氧活動可減少行動能力缺陷，降低癡呆發(fā)生風(fēng)險。在這些前瞻性研究中，運(yùn)動的強(qiáng)度、持續(xù)時間和頻率會影響記憶和認(rèn)知能力測試的得分，但值得注意的是可能出現(xiàn)性別差異。此外，雖然這些參數(shù)與表現(xiàn)情況相關(guān)，且研究處于監(jiān)督之下，但也需要意識到讓老年人進(jìn)行劇烈運(yùn)動的可行性，尤其是在中風(fēng)等病癥發(fā)作之后。因此，經(jīng)證實(shí)，即使只是規(guī)律性的輕度和適度運(yùn)動，也是大有裨益的。

人體和臨床前研究共同提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，證明身體活動可以緩解大腦環(huán)境衰退。由于各種工作水平和持續(xù)時間的“運(yùn)動方案”在動物體和人體中產(chǎn)生的效果類似，所以我們能夠得出有價值的結(jié)論，通過下游機(jī)制，身體活動可以促進(jìn)老年人大腦健康。需要認(rèn)識到的是，本文所涉及的主題僅涵蓋了運(yùn)動潛在益處的一小部分（尤其是常規(guī)的有氧運(yùn)動）對海馬體的適應(yīng)性變化。本文目的在于強(qiáng)調(diào)神經(jīng)營養(yǎng)因子對大腦的保護(hù)作用，以及除增強(qiáng)突觸可塑性之外，在支持血腦屏障、清除毒性物種和減少神經(jīng)炎癥中，適應(yīng)性效應(yīng)如何發(fā)生變化。這些都依賴于驅(qū)動基因轉(zhuǎn)錄的腦源性改變。此外，運(yùn)動過程中皮質(zhì)活動的急劇變化可能有助于長期適應(yīng)。個人在運(yùn)動類型上可能存在個體差異性，受到年齡或行動能力的限制。性別差異和多態(tài)性差異也可能對運(yùn)動對上述不同系統(tǒng)的影響程度起到一定作用。實(shí)際上，動物體和人體研究的局限性在于缺乏有力的、性別均衡的研究。盡管如此，大量證據(jù)仍表明，積極的生活方式可以帶來各種各樣的益處，從而減慢認(rèn)知能力下降，延緩大腦衰老。