不同急性運(yùn)動介入方式對輕度認(rèn)知功能障礙的影響評述

羅連捷

(西南大學(xué)體育學(xué)院 重慶 400715)

認(rèn)知是人體大腦對一切事物的感知，認(rèn)知功能是大腦執(zhí)行高級活動的功能，包括感知覺、注意力、記憶、思維、言語、意識及情緒等。輕度認(rèn)知功能障礙是介于正常認(rèn)知和癡呆癥之間的過渡狀態(tài)，是指認(rèn)知功能受到不同程度的損害，出現(xiàn)言語混亂，思維紊亂，記憶力衰退，注意力不集中，意識能力減弱的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)則退化為AD患者。伴隨著我國進(jìn)入老齡化社會，60歲以上的老年人口增多，與之相關(guān)的老年問題層出不窮，出現(xiàn)記憶力和控制力下降，心情郁悶，行動緩慢等，導(dǎo)致一系列的認(rèn)知障礙。輕度認(rèn)知功能障礙是多發(fā)于老年人群中的一種介于正常老化和AD 之間的一種神經(jīng)退行性疾病，年齡越大，危險(xiǎn)程度越高，80%的老年人認(rèn)知功能都遭受損害。目前，有研究發(fā)現(xiàn)，我國整體MCI 患病率約為15.5%，相當(dāng)于中國的3877 萬人口。MCI 患病率隨著年齡的增長而增加，大多數(shù)MCI 患者不清楚MCI是什么，無法意識到MCI會惡化為AD。實(shí)際上，MCI 是AD 早期的癥狀指征，它被視為一種病理狀態(tài)，而不是正常衰老過程的結(jié)果，所以應(yīng)提高大眾對MCI的認(rèn)識。

急性運(yùn)動可提高M(jìn)CI患者的認(rèn)知功能。與不運(yùn)動的人相比，經(jīng)常運(yùn)動的人在情緒穩(wěn)定、認(rèn)知功能、大腦可塑性、神經(jīng)遞質(zhì)的產(chǎn)生等方面的優(yōu)勢更加明顯。研究表明，更好的神經(jīng)認(rèn)知功能往往在熱愛運(yùn)動的人身上體現(xiàn)?，F(xiàn)在，對于延緩MCI 患者的整體認(rèn)知功能來說，非藥物治療已經(jīng)成為一個(gè)非常有價(jià)值的選擇。但是，運(yùn)動方式不同對于緩解MCI 的效果可能存有一定差異。對MCI 患者進(jìn)行急性運(yùn)動調(diào)查發(fā)現(xiàn)，急性運(yùn)動對患者整體認(rèn)知功能的提升有幫助。此外，急性有氧運(yùn)動顯著增加MCI老年人循環(huán)中血清BDNF水平。比如，一次性中等強(qiáng)度急性有氧運(yùn)動（在固定自行車上最大攝氧量為70%的情況下進(jìn)行6min）后，MCI老年人血清中BDNF 濃度上升，這對認(rèn)知功能障礙患者來說有相當(dāng)大的治療潛力，可以緩解臨床認(rèn)知受損者的增加。一次性高強(qiáng)度急性有氧運(yùn)動雖然可增加MCI患者外周血BDNF水平，但不能改善視覺空間學(xué)習(xí)能力、注意力以及執(zhí)行能力，并沒有有效改善認(rèn)知能力?？棺柽\(yùn)動介入急性運(yùn)動的研究中，抗阻運(yùn)動和急性運(yùn)動具有協(xié)同互補(bǔ)的作用，顯著提高運(yùn)動效果，同時(shí)可避免常規(guī)康復(fù)運(yùn)動的枯燥、無趣，在一定程度上增強(qiáng)了運(yùn)動的有趣性，刺激患者的運(yùn)動積極性，具有促進(jìn)患者認(rèn)知功能恢復(fù)的作用。鑒于眾多研究結(jié)果，表明非藥物療法比藥物療法效果更好。

基于上述關(guān)于研究不同運(yùn)動對輕度認(rèn)知功能障礙（MCI）的文獻(xiàn)，不同急性運(yùn)動方式與強(qiáng)度干預(yù)所產(chǎn)生的效果存有一定差異。所以，該文通過綜述說明不同急性運(yùn)動形式對輕度認(rèn)知功能障礙的影響以及運(yùn)動對提升MCI患者BDNF濃度的機(jī)制和效益，為不同運(yùn)動干預(yù)MCI 患者認(rèn)知功能提供些許參考，讓更多的老年人積極參與運(yùn)動，提升身體質(zhì)量，健全身體健康，盡可能避免遭受輕度認(rèn)知功能障礙的困擾。

1 運(yùn)動改善老年人認(rèn)知功能的機(jī)制

在認(rèn)知功能不同的個(gè)體中，運(yùn)動對認(rèn)知的益處被認(rèn)為是由不同的大腦機(jī)制誘導(dǎo)的。運(yùn)動之所以能改善輕度認(rèn)知功能障礙與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）有關(guān)，BDNF 對于治療運(yùn)動神經(jīng)系統(tǒng)性疾病有著顯著療效，它直接干預(yù)神經(jīng)元以及突觸的生長。運(yùn)動能顯著增加BDNF，使得突觸可塑性（SP）變強(qiáng)，從而增強(qiáng)了學(xué)習(xí)和記憶能力。其次，運(yùn)動可以延緩老化海馬神經(jīng)元的變性速度，促使海馬新生神經(jīng)元細(xì)胞數(shù)量增加、改善額葉皮質(zhì)區(qū)的體積等，這也可能是運(yùn)動后導(dǎo)致BDNF增加的原因之一（見圖1），其相關(guān)機(jī)制解釋如下。

圖1 急性運(yùn)動改善老年人MCI機(jī)制圖

1.1 運(yùn)動增強(qiáng)突觸可塑性

通過運(yùn)動，可促使谷氨酸受體磷酸化（GRP），抑制鈣調(diào)蛋白激酶II 磷酸化（CaMKII），增加突觸功能的可塑性變化，增加神經(jīng)中BDNF的含量。研究表明，人在筋疲力盡的情況下，會引起腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）的顯著變化。這一事實(shí)再次證明，BDNF 可增加神經(jīng)元活動，并依賴突觸的可塑性。Nagamatsu等人在對平均年齡為74.9歲的MCI女性患者進(jìn)行對照實(shí)驗(yàn)，持續(xù)24 周的阻力訓(xùn)練之后，發(fā)現(xiàn)了突觸可塑性的改變增強(qiáng)，認(rèn)知能力得到提高。另外，Caballero等人在對52 名MCI 受損受試者進(jìn)行急性有氧運(yùn)動干預(yù)后，發(fā)現(xiàn)急性有氧運(yùn)動使突觸素（Synaptophysin，Syn）數(shù)量保持在一定水平，突觸素是突觸可塑性的重要標(biāo)志。

1.2 運(yùn)動增加海馬新生神經(jīng)元數(shù)量

Moreno-Jimenez 等人在嚴(yán)格的控制條件下通過最先進(jìn)的方法對人腦樣本進(jìn)行處理，在神經(jīng)學(xué)與健康的受試者實(shí)驗(yàn)中，最后發(fā)現(xiàn)了數(shù)千個(gè)神經(jīng)元，直到90歲，海馬體中新神經(jīng)元的增長隨著年紀(jì)的增長而衰退，特別是MCI 階段神經(jīng)元數(shù)量下降明顯。Erickson 等人對120 名老年人進(jìn)行了有氧運(yùn)動對照實(shí)驗(yàn)，為期12 個(gè)月，每周3 天的步行計(jì)劃顯著增加了左側(cè)海馬體積和右側(cè)海馬體積，分別為2.12%和1.97%，表明戶外有氧運(yùn)動可以顯著增加大腦左右側(cè)海馬體積，促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞數(shù)量增長，加強(qiáng)記憶功能和BDNF的滋生。

1.3 運(yùn)動增加額葉皮質(zhì)區(qū)體積

Erickson等人研究表明，有氧運(yùn)動步數(shù)越多者大腦的灰質(zhì)體積越大，老年人前額葉和顳葉的體積增加，損害認(rèn)知的風(fēng)險(xiǎn)降低2/3。Bixby等人在一項(xiàng)研究中主要針對38 名男性和82 名女性進(jìn)行了研究，年齡在65～92歲之間（平均年齡78.9歲），在實(shí)驗(yàn)前有3～5年穩(wěn)定的體育鍛煉經(jīng)歷，結(jié)果表明，體育鍛煉與額葉功能、執(zhí)行功能之間存在正相關(guān)關(guān)系。Baker 等人在一項(xiàng)為期6 個(gè)月的隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)中，研究了高強(qiáng)度有氧運(yùn)動對33名MCI患者的影響，年齡從55～85歲（平均年齡70 歲）不等，以75%～85%的心率儲備每周進(jìn)行4天，每天45～60min的運(yùn)動，結(jié)果顯示，高強(qiáng)度有氧運(yùn)動能改善MCI 老年女性的執(zhí)行功能，增加前額葉皮質(zhì)的體積，加強(qiáng)額葉和顳葉之間的功能性連接。

2 不同有氧運(yùn)動方式對輕度認(rèn)知功能障礙患者的影響

2.1 急性運(yùn)動介入對輕度認(rèn)知功能障礙患者的影響

Sabrin 等人研究一次急性運(yùn)動對遺忘型MCI 患者內(nèi)源性去甲腎上腺素反應(yīng)的影響，由于去甲腎上腺素可增強(qiáng)記憶力，探究一次急性運(yùn)動誘導(dǎo)去甲腎上腺素激活是否可以增強(qiáng)MCI 患者的記憶儲備，所有參與者被隨機(jī)分配到運(yùn)動組和久坐組，其中與運(yùn)動組對照的有15名，11名MCI患者，與久坐組對照的有15名，12名MCI 患者。第一天使用固定自行車測定最大攝氧量，給每個(gè)受試者進(jìn)行同樣強(qiáng)度的運(yùn)動。第二天經(jīng)過15min 的習(xí)服，采集基線唾液樣本，按要求觀看情緒溫和的照片20張，在觀看結(jié)束后，再次采集唾液樣本，然后參與者控制在70%最大攝氧量下鍛煉6min，對照組靜坐休息。分別在運(yùn)動和休息后10min、30min、和50min采集唾液樣本。結(jié)果證實(shí)，非運(yùn)動組明顯存在記憶缺陷，運(yùn)動效果對于MCI患者的記憶功能是顯著的，在MCI 的受試者中，甲腎上腺素與記憶能力顯著呈正相關(guān)。基于一次急性運(yùn)動療法的實(shí)用性，對MCI 患者具有相當(dāng)大的治療潛力。Aaron 等人把參與者隨機(jī)分配到運(yùn)動或久坐（對照）狀態(tài)，在運(yùn)動狀態(tài)下進(jìn)行最大負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)（VOmax），對照組則進(jìn)行30min 的靜止休息，在實(shí)驗(yàn)條件完成之前和結(jié)束時(shí)進(jìn)行認(rèn)知能力和血清BDNF 的評估，包括關(guān)系記憶和執(zhí)行功能。結(jié)果觀察到記憶能力的改善，運(yùn)動組的人在記憶力方面進(jìn)步最大，運(yùn)動后即刻觀察到BDNF濃度的短暫升高，運(yùn)動后30min濃度恢復(fù)到基線水平。值得注意的是，對照組沒有獲得BDNF濃度的明顯變化。文獻(xiàn)表明，MCI患者在一次急性運(yùn)動后，觀察到體內(nèi)BDNF 濃度短暫升高，記憶力改善，有效緩解認(rèn)知能力的下降?？梢?，急性運(yùn)動可作為MCI患者有效的選擇之一。

2.2 急性有氧運(yùn)動介入對輕度認(rèn)知功能障礙患者的影響

有氧運(yùn)動能促進(jìn)血管生成、肺活量增加等，使更多的血液流入大腦，而氧氣跟隨血液進(jìn)入大腦，使大腦獲得更多的氧，間接強(qiáng)化了認(rèn)知功能與大腦活化的現(xiàn)象。急性有氧運(yùn)動和大腦BDNF 濃度之間存在劑量反應(yīng)關(guān)系，但不同的運(yùn)動強(qiáng)度對輕度認(rèn)知功能障礙影響不同?？偟膩碚f，低至中等強(qiáng)度的運(yùn)動是改善MCI 的最佳方式。Devenney通過對64名平均年齡為70歲的MCI患者進(jìn)行急性高強(qiáng)度有氧運(yùn)動，從3min 自行車無負(fù)荷熱身開始，每2min 增加負(fù)荷25W，直至實(shí)驗(yàn)結(jié)束，最后有3min的恢復(fù)期，結(jié)果表明，急性高強(qiáng)度有氧運(yùn)動是有益的，可以提高循環(huán)水平中BDNF的濃度，但不能改善視覺空間學(xué)習(xí)和記憶、執(zhí)行能力，對認(rèn)知功能的影響并不十分顯著。Tsai 等人通過急性有氧運(yùn)動可以特異性地改變患有MCI 的老年人神經(jīng)認(rèn)知功能的研究，將66名（60～80歲）MCI患者的老年人隨機(jī)分為有氧運(yùn)動組和非運(yùn)動干預(yù)組，參與者在熱身5min 后進(jìn)行蹬自行車運(yùn)動約40min，心率控制在最大心率的65%～75%，最后有5min降溫期，結(jié)果顯示，急性有氧運(yùn)動顯著增加了老年MCI 患者血清BDNF 的水平，這表明急性有氧運(yùn)動對MCI有一定影響，但影響效果較輕微。Lautenschlager等人對于有記憶力問題或客觀測量的170名MCI參與者進(jìn)行中等強(qiáng)度干預(yù)的隨機(jī)對照試驗(yàn)中，中等強(qiáng)度活動包括快走、交際舞，對參與者進(jìn)行為期24 周的干預(yù)活動觀察計(jì)劃，每周至少3 次，每次50min 的中等強(qiáng)度體育活動。結(jié)果顯示，隨訪6個(gè)月后，干預(yù)組的MCI患者的認(rèn)知功能相對于對照組有明顯改善，表明體育活動計(jì)劃可以改善主客觀記憶受損的老年人的認(rèn)知能力，并且在之后的18個(gè)月隨訪中，這些益處仍然存在?？梢?，每周進(jìn)行適當(dāng)?shù)募毙杂醒踹\(yùn)動有助于調(diào)節(jié)MCI患者的認(rèn)知能力，有利于神經(jīng)增生，延緩細(xì)胞老化，提高突觸的可塑性。但對于參與運(yùn)動時(shí)運(yùn)動強(qiáng)度的把握應(yīng)控制到位，對于MCI 患者應(yīng)選擇中低強(qiáng)度的有氧運(yùn)動，可明顯提高BDNF水平，每周參與運(yùn)動次數(shù)盡量在3次以上，且每次運(yùn)動時(shí)長大于50min，有氧運(yùn)動周期越長，改善MCI患者的認(rèn)知能力就越好越持久。

2.3 急性抗阻介入有氧運(yùn)動對輕度認(rèn)知功能障礙患者的影響

雖然運(yùn)動是降低認(rèn)知功能衰退的可取方法，但不同的運(yùn)動方式帶來不一樣的效果。有氧運(yùn)動改善老年人心血管系統(tǒng)功能，抗阻運(yùn)動增加老年人體內(nèi)肌肉含量，提升肌肉質(zhì)量。急性抗阻介入有氧運(yùn)動訓(xùn)練不僅增強(qiáng)老年人身體機(jī)能，更加促進(jìn)認(rèn)知障礙患者記憶選擇、定向思考、延緩認(rèn)知衰退的能力，延緩肌力減退速度，是老年人緩解認(rèn)知下降的有效途徑。Coelho 等人對48名老年婦女隨機(jī)抽樣調(diào)查，分為運(yùn)動組20名和對照組28名，運(yùn)動組進(jìn)行維持10周的膝關(guān)節(jié)伸屈肌漸進(jìn)式動態(tài)阻力練習(xí)，每周3次，每次訓(xùn)練持續(xù)60min，從10min以內(nèi)的有氧熱身開始，然后進(jìn)行下肢肌力拉伸練習(xí)。接下來，采取最大阻力（MR），以評估每個(gè)受試者的正確訓(xùn)練負(fù)荷，開始2周，訓(xùn)練負(fù)荷設(shè)定為一次舉重的50%（1MR）。從第2～10 周，每次訓(xùn)練負(fù)荷為一次舉重的75%（1MR），阻力以維持漸進(jìn)式訓(xùn)練刺激，所有的訓(xùn)練課程都有理療師進(jìn)行觀察和監(jiān)督。結(jié)果表明，在老年婦女衰弱前期，BDNF 有低水平的提示，這種神經(jīng)營養(yǎng)因子可能是虛弱綜合征的一個(gè)關(guān)鍵的病理生理因素，運(yùn)動干預(yù)使老人BDNF水平升高，可能改變老年人認(rèn)知虛弱綜合征這一事實(shí)。Nagamatsu 等人進(jìn)行為期6個(gè)月的日常生活與運(yùn)動認(rèn)知研究，86名70～80歲范圍的社區(qū)MCI 婦女被隨機(jī)分配到阻力訓(xùn)練（RT）28名婦女、有氧訓(xùn)練（AT）30 名婦女或平衡和音調(diào)（BAT）訓(xùn)練28 名婦女，皆每周訓(xùn)練2 次，評估一般平衡、活動能力如短體能練習(xí)和一般心血管容量，進(jìn)行6min 步行測試。60min 的課程由專業(yè)教練完成，RT 采用自由負(fù)重和空氣加壓兩種方式，受試者進(jìn)行2組，每組6～8次，完成后增加負(fù)荷，隨后進(jìn)行戶外步行項(xiàng)目。訓(xùn)練負(fù)荷開始于參與者特定年齡目標(biāo)心率的40%（即心率儲備，HRR），然后逐漸增加到HRR 的70%～80%。對照組則進(jìn)行伸展能力、平衡能力和放松技術(shù)練習(xí)。結(jié)果顯示，MCI 患者進(jìn)行抗阻力練習(xí)時(shí)介入有氧運(yùn)動，不僅改善了身體功能，還增強(qiáng)了選擇性注意力、聯(lián)想記憶和大腦功能可塑性的區(qū)域模式?？傊芯勘砻髅恐軆纱蔚腞T 結(jié)合AT 是一種有能力緩解認(rèn)知障礙老年人的模式，可以改善輕度認(rèn)知障礙老年人的認(rèn)知衰退軌跡。

3 結(jié)論與展望

3.1 結(jié)論

老年人的注意、記憶及認(rèn)知功能會隨著年齡的增長而衰弱，特別是對于長時(shí)間的靜坐，獨(dú)居，沒有任何運(yùn)動活動的老年人來說，他們的認(rèn)知功能衰退速度更快；MCI患者的認(rèn)知功能已經(jīng)出現(xiàn)損害，應(yīng)該及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行干預(yù)，在干預(yù)的過程中發(fā)現(xiàn)不同形式的急性有氧運(yùn)動針對不同程度的MCI患者的影響效果最明顯，可以改善MCI患者的認(rèn)知功能；通過有氧運(yùn)動干預(yù)MCI的獨(dú)特機(jī)制，可以改善大腦中突觸可塑性，增加海馬神經(jīng)元數(shù)量，增大大腦中額葉皮質(zhì)區(qū)體積，從而減慢大腦中各組織功能的衰退，促使大腦對老年認(rèn)知能力下降的改善，達(dá)到有效預(yù)防和及時(shí)干預(yù)MCI 的作用。

3.2 展望

未來更多形式的運(yùn)動對MCI 患者的影響是否相同，應(yīng)針對不同時(shí)間和強(qiáng)度，對認(rèn)知障礙不同設(shè)計(jì)，挑選出最佳的運(yùn)動方式。目前的研究相對粗糙，對MCI的評定沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，測試不準(zhǔn)確，無法明確掌握MCI的發(fā)展程度，缺乏量化指標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)研究中，應(yīng)對受試者進(jìn)行大樣本量的長期性跟蹤調(diào)查，以提供確切依據(jù)。