众所周知，运动有益健康。有研究表明，运动能够增强机体脑功能，帮助保持和提高认知能力。近日，佛罗里达大西洋大学施密特医学院和威斯康星州阿尔茨海默氏症（AD）研究中心的科研人员就3个学习和记忆功能特异性生物标志物在老年人运动训练后的变化进行了研究，并检测了其与认知和脑健康代谢组标志分子的相关性。3个学习和记忆功能特异性生物标志物包括肌分泌因子——组织蛋白酶B（cathepsinB，CTSB）、脑源性神经营养因子（brainderivedneurotrophicfactor，BDNF）和Klotho。23例有AD家族遗传风险的无症状中老年人（平均年龄65岁，50％女性）在威斯康星大学参与了这项名为“有氧运动和认知健康”的研究。他们分为两组，分别进行普通强度的活动（UPA）或较高强度的有氧运动（EPA）——26周的跑步机训练。两组受试者的基础血液样本和26周后的血样用于代谢组学分析。研究人员发现，经过26周有氧运动训练，有AD患病风险的老年人血浆CTSB水平增高；言语学习和记忆能力与CTSB的变化呈正相关关系，二者之间的相关性表明，CTSB可作为认知功能变化的标志分子，指示痴呆风险人群运动后的海马功能。CTSB是一种溶酶体蛋白水解酶，与人类肿瘤、骨质疏松、关节炎等多种疾病密切相关，运动后从肌肉分泌到循环系统中，与记忆功能和成人海马神经发生有关。CTSB参与氧化应激所致脑神经细胞凋亡的早期信号传导，其表达一定程度上影响AD的发展演变。具有认知障碍的老年人血清和脑CTSB水平较低。BDNF是在脑内合成的一种蛋白质，广泛分布于中枢神经系统内，在中枢神经系统发育过程中，能防止神经元受损死亡，改善神经元的病理状态，促进受损神经元再生及分化，也是成熟的中枢及周围神经系统神经元维持生存及正常生理功能所必需。美国一个研究小组发现，BDNF能够调节痛苦和恐惧，缺乏时会导致PTSD；外源补充后能够使实验小鼠的大脑不断重写、覆盖痛苦的记忆，并在重写记忆的过程中建立信心和安全感，因此被认为是可以使人忘记痛苦的“忘忧药”。BDNF在跑步训练后的啮齿动物海马和皮质中表达上调，对于成年神经发生、突触可塑性和记忆功能很重要。本研究显示，BDNF血浆水平改变的同时，代谢组发生变化，神经酰胺、鞘氨醇、磷脂等与AD相关的多种脂质代谢物，以及肠道微生物代谢物和氧化还原稳态改变。以希腊女神的名字命名的Klotho是内分泌的成纤维细胞生长因子受体复合物主要部分，其膜结合形式及进入循环的胞外结构域，能够在认知和突触功能增强的过程中发挥作用，并与神经退行性疾病的韧性和心肺健康有关。研究者认为，用这些系统性生物标志物评价生活方式对脑功能的干预效果乃至AD等疾病的进展，比昂贵且低通量的脑成像分析更快速，成本更低，这些生物标志物还有望成为新型治疗靶点。其实早在年，就有相关的动物实验报道。美国国家衰老研究所的研究人员在CellMetabolism上刊文指出，对于啮齿类动物，跑步能够调节脑神经递质和神经营养因子水平，对神经元形态及血管形成产生有益影响，依赖于海马体的记忆功能和成年神经发生也会得到增强。他们同样发现，CTSB对于跑步带来的认知和神经功能提高具有非常重要的作用。蛋白组学分析表明，用运动、抗衰老的重要信号通路AMPK的激动剂AICAR处理体外培养的骨骼肌细胞，培养液中CTSB的水平会出现升高。与此相一致的是，跑步会增加小鼠腓肠肌和血浆中的CTSB水平；而CTSB重组蛋白能够增强成年小鼠海马神经祖细胞的BDNF和微管相关蛋白（DCX）表达。研究人员进而构建了CTSB敲除小鼠，发现敲除CTSB之后，跑步不再增强成年鼠海马神经元生成，也不会提高小鼠的空间记忆功能。本次基于人体的研究无疑再次印证了CTSB作为运动促进认知功能重要介导因子的作用，更为运动有益健康、改善存在AD风险的无症状个体脑功能这一观念提供了重要的理论支撑。

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