科学家阐释运动如何改善认识能力下降

9月21日是“世界阿尔茨海默氏症日”。据不完全统计，随着人口老龄化程度加剧，中国阿尔茨海默氏症患者的人数已居世界首位，已经超过1000万。目前，我国65岁以上的人群中，阿尔茨海默氏症的患病率约为5%，而85岁以上人群中，患病率达20%。针对阿尔茨海默氏症的治疗已成为当今医学界重点攻破的世界性难题。

近日，美国哈佛医学院Rudolph E. Tanzi团队发现，运动与刺激神经元再生相结合，能缓解小鼠阿尔茨海默氏症的症状（如β淀粉样蛋白沉积），并改善其大脑认知功能，相关研究成果发表于《科学》杂志。

运动改善大脑认知

“运动有益健康”——这句简单的口号背后蕴藏着深奥的科学道理。多项研究表明，坚持运动可以降低人们日后记忆缺陷的风险。

一项为期40余年、针对1000余名瑞典女性的研究表明，心肺适能较高的人，发生痴呆的时间可平均延迟9.5年。但是，这项研究并没有揭示运动对大脑的实际作用。

那么，运动是否有助于阿尔茨海默氏症患者抵抗病情恶化？Tanzi团队通过大脑认知能力测试发现，相比于久坐不动，经常运动的患病小鼠在记忆测试中表现更好。

北京老年医院精神心理二科主任医师吕继辉告诉《中国科学报》记者，运动疗法是指以运动学、生物力学和神经发育学为基础，以改善身体、生理、心理和精神的功能障碍为主要目标，以作用力和反作用力为主要因素的一种治疗方法。运动疗法作为一种非药物治疗已越来越广泛地应用于包括阿尔茨海默氏症在内的多种疾病。

“多数研究证据表明，接受身心运动的锻炼可以有效预防或延缓认知能力退化，改善患者体能、情绪和生活质量。”吕继辉说。

那么，一旦发生阿尔茨海默氏症，运动究竟对大脑有多大的好处？运动改善阿尔茨海默氏症的相关机制又是什么？

运动促进脑中细胞因子再生

大脑中有一个叫海马体的区域，主管学习和记忆。而阿尔茨海默氏症患者的主要症状之一就是记忆力衰退，因此，针对海马体的研究也是阿尔茨海默氏症的研究热点。

海马体中存在负责生成神经细胞的神经祖细胞，神经祖细胞分化后产生神经元和胶质细胞，可以分泌多种神经营养因子。科学家先前发现，阿尔茨海默氏症患者海马体中，神经元再生出现障碍。

因此，研究人员对记忆测试中表现良好的运动小鼠进行检测，发现其脑中有神经元再生。那么，如果只刺激神经元再生，会改善阿尔茨海默氏症患者的记忆功能吗？

于是，研究人员在患有阿尔茨海默氏症的小鼠身上进行了试验，通过转基因及药物注射的方法，诱导小鼠海马体中的神经元再生。结果发现，阿尔茨海默氏症的小鼠脑中神经元增加了，但阿尔茨海默氏症的症状并没有减轻。

同时，对照实验发现，只运动、不诱导神经元再生并不能改善患病小鼠的症状。当研究人员将运动与诱导神经元再生结合后发现，阿尔茨海默氏症小鼠脑中的β淀粉样蛋白沉积减少了，小鼠的认知能力也提升了。那么，运动到底是如何改善认知的呢？

对认知功能提升的运动小鼠进行检测发现，其脑中细胞因子水平增加，而不运动、只诱导神经元再生的小鼠脑中没有检测到细胞因子的增加。

因此，研究人员推断，这些细胞因子对改善患病小鼠的认知功能起重要作用。Tanzi用转基因和药物刺激的方法直接提升其中一个神经营养因子（BDNF）的表达，并且同时诱导神经元再生，结果患病小鼠的记忆力和认知水平都提升了。

开辟治疗阿尔茨海默氏症新途径

Tanzi表示，研究结果表明，在生命早期，新的神经元再生可能有助于日后记忆保护，但当阿尔茨海默氏症已经发生后，BDNF蛋白或可确保新生的神经元能够存活下来，从而缓解病症。

因此，研究者认为药物能够增加神经营养因子的表达，达到与运动类似的效果，这可能在以后会成为治疗阿尔茨海默氏症的一种方法。

中国科学院神经科学研究所研究员徐进表示，既往研究报道了运动对阿尔茨海默氏症的预防和改善均有一定效果，而这一研究提供了更多证据，从分子和细胞层面解释了运动对疾病的改善机理。

但是该研究是以小鼠模型为基础，在人体身上是否有同样的机理作用尚不能定论。“毕竟阿尔茨海默氏症是一种非常复杂的疾病，小鼠身上的结果不一定在人身上适用。”徐进说。

相比于减少阿尔茨海默氏症患者脑中的淀粉样蛋白病斑，医药公司对以上这种治疗方法关注较少。但是一些学者认为，这种方法值得进一步研究。

美国国家老龄化研究所神经学家Mark Mattson则认为，这一方法仍然有重要的疑点：　　首先，海马体区域的神经祖细胞是空间学习、记忆的关键神经元，与阿尔茨海默氏症患者海马区神经衰退、死亡的神经元不同；其次，即便诱导这些新细胞再生可保护大脑的某些功能，但海马体之外大脑的其他区域依然会受到阿尔茨海默氏症的影响。

不过，他补充说，这种方法是值得进一步研究的。“在我看来，这项研究也可能将科学家们从β淀粉样蛋白的桎梏中解放出来，探索其他攻破阿尔茨海默氏症的路径。”Mattson说。

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