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2022第一期《Alzheimer’s & Dementia》揭示如何预防阿尔茨海默病
作者:颜轶群 | 2022/1/22 15:21:30 | 浏览:359 | 评论:0

临床研究已证实,运动对大脑有保护作用,促进大脑灰质增长,但关于运动护脑的机制,目前还是未知的。有动物研究发现,运动可以促进突触增长,增强突触功能[2],但动物终究不是人,在动物身上研究想对应到临床上还是很遥远的。

幸运的是,运动对突触的维持作用,在人身上还真找到了证据。来自美国、加拿大和西班牙的科学家们联合发表文章,使用了404例死后捐献的大脑标本,发现在老年阶段,日常运动越多的人,大脑中突触标志蛋白表达越高,这表明他们的突触完整性被保护得更好。该研究发表在阿尔茨海默病顶级杂志 Alzheimer’s & Dementia 上[3]。 这也是首次在人体研究中证实运动对突触功能的促进作用。

2022第一期《Alzheimer’s & Dementia》揭示如何预防阿尔茨海默病

为了完成这项研究,研究者们耗时多年,对受试者们每年进行一次为期10天的日常运动记录,一直持续到他们去世。为了全面客观的记录受试者的日常运动情况,研究者们将运动监测装置固定在受试者非优势手的手腕上,这个监测装置每15秒就会发送一次运动情况记录,持续10天。在此期间,每一个动作都将被原原本本地记录下来。

研究纳入的受试者是年事较高的老人,在他们去世后,都将自己的脑组织捐献给了研究者们用于脑组织中突触相关蛋白的检测。研究者从每位捐献者大脑的6个不同脑区进行了灰质的提取,并检测了7种突触蛋白的含量。

收集到了上述的资料,研究者们通过分析,发现 日常运动与突触蛋白的表达量呈正相关,并解答了三个问题。

首先,突触蛋白表达差异是由运动所引起的吗?人的日常运动是非常复杂的,高兴的时候会手舞足蹈,聊天聊得开心会做很多肢体动作,很多手部的动作并不能代表运动。同时,突触的状况也会受身体状况的影响,突触损伤是很多疾病的病理表现之一。考虑到上述两种情况,研究者们将得到的数据分别根据日常运动的三种混杂因素:社交情况、认知活动(与读写相关的活动)和抑郁情况,以及9种神经系统疾病的患病情况做了调整,结果依然表明,日常运动做得越多,运动能力越强,突触蛋白表达也越高。

2022第一期《Alzheimer’s & Dementia》揭示如何预防阿尔茨海默病

图示7种突触蛋白与运动水平的相关性

第二,由于每个受试者参与研究的时间和运动监测距离死亡的时间均有所不同,会不会运动的时间对检测结果是有影响的?的确如此。按照受试者的运动能力监测结果距离死亡时间分组的话, 在去世前一年监测到的数据中,突触蛋白表达差异更加明显,而当运动监测与死亡相差超过3年时,这种差异就不再显著了,9种神经系统疾病状态也并不影响它们之间的关系。在MCI (轻度认知功能障碍,被认为是健康与痴呆的中间过渡阶段)患者中,这种差异表现最为明显。

2022第一期《Alzheimer’s & Dementia》揭示如何预防阿尔茨海默病

图示7种突触蛋白与运动水平的相关性,其中橙色是去世前0-2年的运动水平,绿色为去世前3-10年的运动水平

最后,既然是由运动引起的表达差异,那会不会只出现在运动皮层,对那些和运动不相关的脑区没什么影响?并非如此。前面说了,这项研究选取了每个受试者的6个脑区,结果发现在 海马、中间额叶、颞下回、距状裂皮层、腹内侧尾状核和壳核都存在运动相关的突触蛋白表达差异。

这篇文章透露的最重要的信息当然还是运动通过增强突触功能发挥神经保护作用。其次运动对大脑的益处是有时效性的。所以不要抱有侥幸心理,今年的运动不一定能保护到明年的大脑哦,运动还是要长期坚持才行。当然这也给了临床运动疗法一些启示,MCI这类疾病前驱期状态或许是重要的干预窗,可以设计合理的运动方案来延缓其进展。

最后,运动不仅对运动相关的皮层有突触调节作用,对全脑皮层突触功能都有正向的促进。这也解释了为什么多运动不仅可以提高运动能力,还能提高认知水平和记忆能力等,让人变得更“聪明”[4,5]。虽然本研究只是在运动护脑的机制上做了一点小小的探索,不过也为运动疗法在多种神经系统疾病上的应用照亮了方向。

2022第一期《Alzheimer’s & Dementia》揭示如何预防阿尔茨海默病

不过这个研究也只是说明了运动可以提高突触功能相关蛋白的表达,提示了突触功能的增强。但运动对于突触功能的调节可能是复杂且双向的,该研究只选取了死亡这个的节点去探究,只能反映一个长期总体的状况。其次,该研究没有记录具体是哪一种运动对增强突触功能最有帮助。最后文章中选取的几种突触蛋白只是突触蛋白中的几个代表,想要弄清楚这些上调的突触蛋白究竟通过什么样的上下游通路发挥作用,还有大量的研究要做,让我们继续期待一下吧。

到这篇文章的大家,不要再以工作忙没时间健身为借口了,日常运动的增加对大脑也是有好处的,哪怕是从电脑前站起来去个厕所,总之,多动,就是有好处的。

文章的最后,想对参加研究并死后捐献自己大脑组织的404位老人,也向每一位愿意将自己的身体贡献给科学研究的人表示表示崇高的敬意。你们的勇敢和奉献,对于科学的发展和医学的进步弥足珍贵。

参考文献:

[2] Horowitz AM, Fan X, Bieri G, et al. Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain. Science. 2020;369(6500):167-173. doi:10.1126/science.aaw2622

[3] Casaletto K, Ramos-Miguel A, VandeBunte A, et al. Late-life physical activity relates to brain tissue synaptic integrity markers in older adults [published online ahead of print, 2022 Jan 7]. Alzheimers Dement. 2022;10.1002/alz.12530. doi:10.1002/alz.12530

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