伏爾泰曾說過:“生命在於運動”。誠然,每天堅持運動有益於身體健康,而這種益處體現在多個方面,例如運動能改善代謝健康,預防心腦血管疾病和糖尿病等。此外,一些研究也表明運動鍛煉可以降低癌症的發病風險。
那麼,你是否知道,運動鍛煉還有益於大腦健康,提高學習和記憶能力呢?
2021年12月8日,美國斯坦福大學醫學院的研究人員在國際頂尖學術期刊Nature上發表了題為:Exercise plasma boosts memory and dampens brain inflammation via clusterin(運動後血漿通過簇集素蛋白增强記憶力,抑制大腦炎症)的研究論文【1】。
該研究發現,運動鍛煉能提高那些對大腦具有保護作用的抗炎因數水准。當研究人員將運動小鼠血漿中的這些抗炎因數轉移到不鍛煉的小鼠體內,也能提高它們的學習和記憶力。
更重要的是,研究團隊發現,運動鍛煉同樣能够提高輕度認知障礙患者血漿中的簇集素水准,改善其認知能力和記憶力。
長期以來,科學家們已經發現了運動鍛煉對身體的諸多益處。例如:
2020年1月,Cancer Research上發表的一項研究顯示,適當運動可有效降低高危女性的乳腺癌發生風險【2】。
2020年7月,Nature Metabolism上發表的一項研究顯示,運動與否還會影響子代健康——運動後的母乳有益於孩子的代謝健康【3】。
2021年6月,Nature Metabolism上發表的一項研究顯示,手術前進行有氧運動,能够减少肝臟手術的併發症【4】。
不僅如此,運動鍛煉所帶來的益處同樣體現在大腦和神經健康上。部分研究顯示,運動可以减少神經炎症,減輕腦損傷患者的症狀,且可以改善阿爾茨海默病等神經退行性疾病的學習和記憶能力。
然而,遺憾的是,雖然鍛煉對大腦和認知功能的益處已是眾所周知,但其背後的機制一直有待闡明。如今,在這項研究中,Tony Wyss-Coray教授及其研究團隊對這一潜在機制發起挑戰。
研究小組將小鼠隨機分為兩組,一組小鼠使用跑步機堅持運動,另一組則是作為對照的不運動小鼠。28天后,研究人員分別採集了兩組小鼠的血漿,並將這些血漿注射到另一組不運動的年輕小鼠體內。
運動鍛煉在小鼠中誘導神經可塑性,改善認知能力,减少炎症反應
研究小組發現,注射了運動小鼠血漿的年輕小鼠,其海馬細胞增殖和存活率顯著增加。此外,這些年輕小鼠的環境和空間的學習以及記憶力也有所增强。有趣的是,這與在運動小鼠體內觀察到的由跑步產生的直接效應類似。
運動鍛煉可對抗脂多糖誘導的神經炎症
那麼,又是什麼因素導致了這種現象的發生呢?
研究團隊對運動小鼠的血漿成分進行了蛋白質組學分析。他們發現,一些特定的細胞因數,比如簇集素(clusterin),在小鼠運動鍛煉之後其含量水准有所提高。基於此,研究團隊推斷簇集素很可能在鍛煉產生的大腦益處中起到了關鍵作用。
進一步研究顯示,靜脈注射簇集素在急性大腦炎症小鼠模型和阿爾茨海默病小鼠模型中均表現出抗炎作用。
運動會改變簇集素的水准
由此形成了一個完整的故事:小鼠在運動鍛煉之後,血漿中的簇集素水准會升高,而簇集素具有抗炎作用,從而緩解大腦壓力,具體表現為小鼠空間定位、學習和記憶力等大腦認知能力的提高。
簇集素减少海馬體炎症
不僅如此,研究小組還在輕度認知損害患者進行了相關試驗,他們發現,在進行6個月的身體鍛煉幹預後,20名輕度認知損害患者血漿中的簇集素水准有所上升,其認知能力和記憶力也得到一定改善。
總而言之,這項研究表明,血漿中可能存在對大腦有益的可轉移的抗炎因數,這些抗炎因數的水准會在運動鍛煉之後升高,從而導致了運動有益於大腦健康這一現象的產生。更重要的是,這一研究成果還為開發阿爾茨海默病等神經退行性疾病的治療手段指明了新方向。
論文連結:
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04183-x
https://cancerres.aacrjournals.org/content/80/1/116
https://www.nature.com/articles/s42255-020-0223-8
https://www.nature.com/articles/s42255-021-00402-x