本文来自微信公众号:学术经纬 (ID:Global_Academia),药明康德内容团队编辑,原文标题:《动起来,远离痴呆!〈自然〉子刊:运动或加速废物排出大脑》,题图来自:视觉中国


说到运动,我们可能会马上想到它对肌肉和代谢功能的好处。但哥本哈根大学的一项研究显示,坚持运动还可以帮助预防阿尔茨海默病(AD)的发生。这是因为在运动时,血管会加速收缩和扩张,血流速度加快,这些变化会增加大脑中血流量、促进脑脊液的流动,从而帮助提升大脑的健康程度。


据研究团队已经发表在《自然-神经科学》的论文,大脑中的神经元本身很少会储存能量代谢物,因此它们非常依赖血流供应的氧气和葡萄糖来维持正常功能。实际上,当大脑中血流量超过获取氧气和代谢物所需的水平时,还会引起其他的连锁反应。



比如我们日常睡觉时,神经活动的周期性振荡就会促使大脑血流量迅速增加,这种功能性的充血过程会驱使脑脊液朝脑室流动。而脑脊液的冲刷可以有效地带走大脑中累积的废物,减少毒性分子对脑细胞的伤害。


“随着年龄增加,血管的弹性会降低,当它们收缩、扩张能力减弱时,脑脊液的流动能力也就变弱了。”研究的第一作者Stephanie Holstein-Rønsbo博士表示,这也是人们衰老时,更容易遭受AD的原因之一。


不过,过往研究在观察时,并没有很好地将血管活动与神经活动区分开来,因此脑脊液的流动是否一定与血流量改变有关还没有定论。


为了解决这一疑问,研究团队通过光遗传学技术,特异性地刺激了小鼠大脑中的血管,这一过程不会影响神经元的活动。结果显示,光凭血管舒张增强,大脑中的脑脊液流动就明显增加。同时,与对照组相比,一些示踪标记物更明显地出现在了实验小鼠的大脑中,这也说明脑脊液冲刷进大脑的水平要更高。


▲研究者通过控制血管就能调节脑脊液的涌入量(图片来源:参考资料[1])


在感觉皮层,血管刺激提升了淋巴涌入(glymphatic infux)和清除效率,同时被刺激脑半球的脑脊液涌入的速度增加了1.6倍。而脑动脉的扩张、收缩程度,与动脉周围的脑脊液流速直接呈现出明显的耦合。研究也因此确定,正是血管活动推动了脑脊液向大脑中涌入和退出。


作者指出,睡眠时自然的血管舒张会增强脑脊液的清洗效率,这也是为何良好的睡眠对预防AD很重要。尽管与睡眠产生充血的原理不同,但运动同样能引起血管舒张和血流量增加。


▲脑脊液水平与血管扩张宽度密切相关(图片来源:参考资料[1])


长期坚持运动,并保持良好的饮食习惯,可以维护血管弹性,增强心脏功能,最终让脑脊液能更好地将废物从大脑中带出。当下运动,就能够提早多年预防AD的发生。


除了该项研究,还有多篇论文曾揭示,运动时的激素同样会对大脑有好处。早在2012年,《自然》的一项研究发现,鼠运动后会产生一种名为鸢尾素(irisin)的激素,可以增加能量消耗,促进新陈代谢。


而后续《神经元》的一项研究进一步揭示出,鸢尾素还能够帮助减少β-淀粉样蛋白的累积,同时改善AD小鼠的认知功能。这也从另一角度证明了运动对预防AD具有潜在的作用。


参考资料

[1] Activity is important for your brain and for the prevention of Alzheimer's, suggests neurovascular study. Retrieved October 24, 2023 from https://medicalxpress.com/news/2023-10-important-brain-alzheimer-neurovascular.html

[2] Stephanie Holstein-Rønsbo et al, Glymphatic influx and clearance are accelerated by neurovascular coupling, Nature Neuroscience (2023). DOI: 10.1038/s41593-023-01327-2


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