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运动促进健康的又一有力证据:预防和改善阿尔茨海默症

编译 毛毛熊 常炯 世界科学 2022-05-04

导读:

来自伊利诺伊州芝加哥市拉什大学医学中心的研究小组在Neurology杂志上发表了一项新的研究——年老时,运动可以预防阿尔茨海默症,即使老年人开始出现早期痴呆症状,也有效。


这一发现有助于研究与年龄有关的脑部疾病,并有望在不服药的情况下减缓症状的恶化。


这一研究发现也得到国际科学家联盟(致力于预防、治疗和了解阿尔茨海默症机制的联盟)的证实!近期这一研究团队在《自然•医学》杂志上也发表了一项新研究:人体在运动期间释放一种激素——鸢尾素可以改善大脑的健康状态,减少神经元损伤,改善记忆丧失问题。


虽然这项研究工作是以小鼠为研究对象,但它的发现可能有助于解释在分子水平上,运动如何保护我们的大脑。


预防阿尔茨海默症的绝招——保持活跃,多活动

芝加哥市拉什大学医学中心研究人员称,无论是锻炼还是做家务,老年人的运动量超过平均水平,他们的记忆力和思维能力都比那些不那么活跃的人强。


研究小组观察了450多名成年人,其中近200人被诊断出患有阿尔茨海默症。


研究人员展开了如下工作:

对参与者进行身体检查、认知和记忆测试:参与者在20年的时间里每年进行一次;

让参与者佩戴活动追踪器:参与者的死亡年龄平均为91岁,在去世前2年,每人都佩戴活动测试感应器(类似手表的设备,可以监测所有类型的身体活动和活动的强度);

收集数据并分析:研究小组根据7天的数据,并以“每天计数”(一种测量能量消耗的方法)计算了参与者的最终得分。


数据如下:

没有阿尔茨海默症的成年人平均每天18万次计数,患病的人平均每天13万次计数。

那些分值越高的人,在记忆和认知思维测试中表现越好。在认知测试中,体育活动对认知分值差异的影响占8%。

此外,运动技能较好的人,在测试中得分较高。


拉什大学神经科学系教授阿隆•布赫曼博士在接受《每日邮报》网站采访时说:“与久坐不动、运动量较小的人相比,运动量较大的人拥有更好的思维和记忆能力;当大脑出现阿尔茨海默症症状时,运动可以为保持思维和记忆能力提供一种储备。” 


此外,研究人员还开展了一项工作——检查志愿者死亡时捐献的脑组织,看是否有阿尔茨海默症的症状(这类生物标志物包括淀粉样蛋白和tau蛋白,它们在大脑中形成团块并抑制神经元,导致认知能力下降。)


布赫曼博士告诉《每日邮报》:

“我们想知道认知能力的下降是否与活动水平的下降关联。我们发现,这些(生物标志物的)严重程度并不影响认知和活动之间的关联。也就是说,即使生物标志物严重,但多运动依然能促进认知改善。”


布赫曼博士说,还需要更多的研究来确定运动对大脑健康的贡献,但这项新研究的结果很有价值。


这种现象背后有什么道理吗?

研究人员已经在大鼠和小鼠身上发现:

海马状突起是大脑中负责记忆形成和存储的部分,而跑步可以促进海马结构形成新的脑细胞。

运动还可以改善神经元之间突触连接的健康状态和功能,让脑细胞更好地传递信息。


流行病学研究表明:

积极运动可以降低罹患阿尔茨海默症等神经退行性疾病的风险,并且可以减缓这些疾病的进展。


但是运动是如何改变大脑内部的运行?这种改善效果是否来自身体其他部位或大脑本身的变化?这些问题仍然困扰着科学家。


这些问题同时也引起了国际科学家联盟的关注。一种叫做鸢尾素的激素进入了这个联盟科学家的视野。


鸢尾素:

2012年首次被科学家发现,并且以希腊神话中的众神使者伊丽思(Iris)命名;

这种激素是在运动过程中由肌肉所产生的,能在体内启动多种生化反应,其中大部分反应都与体内的能量代谢有关。


由于阿尔茨海默症被认为在一定程度上与脑细胞如何利用能量的变化有关。科学家推断,运动可能有助于通过增加大脑中鸢尾素的含量来保护大脑。


如果这个猜想成立,人类的大脑中应该存在鸢尾素。


由此,科学家又展开了一系列的研究

首先,证实人大脑中确实存在鸢尾素

科学家从脑库中收集了一些组织,通过复杂的测试方法在人体的大脑中发现了鸢尾素。

同时这些组织中的基因表达模式也表明,大多数的鸢尾素都是在大脑中产生的。


这种激素水平在没有罹患阿尔茨海默症死亡的人的大脑中含量很高,相反在患有阿尔茨海默症死亡的人的大脑中几乎检测不到。


然而,这些测试结果虽然很有意思,却无法告诉科学家鸢尾素在人类大脑中发挥作用的具体机制到底是什么。


于是,探究鸢尾素对小鼠大脑的保护机制

  • 健康小鼠:用一种抑制鸢尾素产生的物质浸透小鼠大脑,并让老鼠患上了阿尔茨海默症,即在小鼠大脑中泵入β淀粉样蛋白,模拟阿尔茨海默症患者脑中的斑块。小鼠表现:记忆力衰退,海马神经元之间的突触连接功能也变差。

  • 阿尔茨海默症小鼠:培育痴呆后,注射浓缩剂量鸢尾素。小鼠表现:这些小鼠很快开始在记忆测试中表现得更好,并且显示出突触健康状况改善的迹象。


然后,研究鸢尾素对小鼠神经元细胞基因表达的影响


研究人员发现,当向神经元细胞中添加鸢尾素时,基因表达发生了变化,这种变化会减轻β淀粉样蛋白对神经元的损伤。


最后,通过运动训练了解小鼠大脑中鸢尾素的含量变化


健康的小鼠分为两组,同时进行运动训练,每天游泳1小时。其中,一组小鼠接受了阻断鸢尾素生成的处理,另外一组小鼠则保持不变。


实验5周后:

  • 未经鸢尾素阻断处理组小鼠——实验期间鸢尾素增加;患有阿尔茨海默症后,记忆测试仍优于不运动痴呆小鼠。

大脑内的鸢尾素在运动训练期间以及训练之后表达水平“爆棚”。

在训练结束一段时间后,科学家将这组动物的大脑暴露于β淀粉样蛋白中。记忆测试表现明显优于久坐不动同时接受β淀粉样蛋白刺激的对照组。


  • 训练前接受鸢尾素阻断处理组小鼠——实验期间记忆力没有提高;患有阿尔茨海默症后,记忆测试与不运动痴呆小鼠一样差。

它们的记忆力并没有因为运动训练而获益。

在接触了β淀粉样蛋白的刺激后,它们在记忆测试表现似乎与久坐不动同时接受β淀粉样蛋白刺激的对照组一样糟糕。


参与该项研究的哥伦比亚大学病理学和细胞生物学教授奥塔维奥•阿兰西奥(Ottavio Arancio)评价道:“总的来说,这些实验结果表明,运动可以提高大脑中鸢尾红素的表达水平,从而预防阿尔茨海默症的发生。”


希望在不久的将来可以有一种药物形式的鸢尾素来帮助阿尔茨海默症患者。


那此时此刻,我们能做什么?如果可以,那就多多运动吧!


资料来源:

How Exercise May Help Keep Our Memory Sharp

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