運動你的腦

編譯 凌寒

雖然鍛煉有益于大腦和認知能力這一概念已經被普遍接受，但精力旺盛的人能夠在晚年保持思維敏捷的機制尚不清楚。霍洛維茨（Horowitz）等人論證了鍛煉對減緩大腦衰老的有益作用可以通過血漿轉移的方式從經常運動的小鼠傳遞給久待不動的小鼠。作者還提供了令人信服的證據，證明運動對大腦衰老的積極影響至少部分是通過肝臟機制介導的，并為進一步研究確定了極富希望的目標。

人口老齡化日漸嚴重，對經濟、社會和健康造成深遠影響，因此，采取促進健康老齡化的干預措施勢在必行。據報道，在動物模型中，雷帕霉素和熱量限制等維持晚年健康的干預措施可以改善記憶和認知能力，但將此類干預措施應用于人類仍然頗具挑戰。諸如異時異種共生（即通過外科手術將年輕和年老的動物連接在一起產生血漿交換）或輸注法異時性血漿轉移等方法已經引起了相當多的關注，也為恢復小鼠衰老的海馬神經元活力提供了很大希望。然而，在減輕實驗動物和人類因衰老而引起的腦結構和功能退化方面，定期體育鍛煉才是最持久有效的健康增進策略。用體育鍛煉來探測大腦衰老的機制也有可能找到能夠終生維持大腦健康的新型治療途徑。

霍洛維茨等人將定期運動鍛煉的成年或老年小鼠的血漿轉移至久待不動的老年小鼠。這一舉措促進了新海馬神經元的形成，提高了神經營養因子的濃度，并且改善了久待不動的小鼠在行為測試中的認知能力。通過血漿蛋白組學篩選，確定了造成這種影響的潛在循環因子。在研究工作中，作者發現糖基磷脂酰肌醇特異性磷脂酶D1（GPLD1）——一種在肝臟中含量豐富的蛋白質——在小鼠中可被有規律的運動鍛煉誘導產生。檢測發現，與不常運動的老年人相比，經常運動的老年人（66歲至78歲）血漿中GPLD1濃度也較高。此外，通過體內轉染在小鼠肝臟中特異性誘導GPLD1產生足以再現運動對久待不動的小鼠的活力的恢復作用。

肌醇磷酸鍵可將蛋白質錨定在膜上，而GPLD1可水解糖基磷脂酰肌醇（GPI）中的肌醇磷酸鍵，并將其釋放入循環系統。霍洛維茨等人發現，體內誘導GPLD1產生后，GPLD1的這種活性對于改善認知和促進海馬神經發展十分必要。有趣的是，無論是肝臟還是循環系統中GPLD1的濃度都不會隨著年齡的增長而下降，而且GPLD1似乎也并沒有從循環系統中進入大腦。這表明GPLD1對海馬體的有益作用可能涉及到由外周器官釋放的中介因子，這些中介因子能夠進入大腦直接作用于海馬體。這一概念得到了一些研究的支撐，如有研究證明鍛煉可以誘導肌肉過氧化物酶體增殖物激活受體—γ輔活化因子1α（PGC-1α）的產生，最終導致循環系統中鳶尾素（一種直接作用于大腦的肌細胞因子）濃度的增加。因此，確定循環GPLD1的組織水平靶點以及由此引起的可穿越血腦屏障的循環因子的改變，對于理解其對大腦的直接作用機制至關重要。霍洛維茨等人認為，凝血和補體信號級聯有可能是介導GPLD1作用的中介因子；但是，需要進行進一步研究以充分了解它們的作用。

盡管GPLD1的增加對海馬神經發生和行為結果的影響已被霍洛維茨等人在小鼠身上進行了測試，但是它對其他大腦衰老標志的影響還需要進一步測試，這些大腦衰老標志包括神經炎癥、突觸修剪以及已被證明的能夠導致年齡相關認知能力下降的神經生理性缺陷。GPLD1在經鍛煉的小鼠和精力旺盛的人體內都有所增加，該觀察結果強調了這一發現的穩健性以及對未來轉化研究的潛力。通過血漿轉移運動鍛煉帶來的功能性益處的能力，增加了目前科學家對血漿復壯的興趣，并將其作為延緩或逆轉衰老過程的干預手段。然而，血漿供應與取用所涉及的固有的安全和倫理問題仍有待解決。這些發現也與曾經一份從反面驗證的報告結果相一致，該報告顯示衰老以及外圍肌肉損傷的負面影響可以通過血漿在小鼠之間轉移。人們通常認為運動只能預防與年齡相關的變化，但霍洛維茨等人研究中的一項重要發現表明，運動也有返老還童的效果。這一點強調了運動對延緩衰老有廣泛和積極影響的重要性。未來的研究關注如何確定發揮這些有益作用所需的運動強度、持續時間和頻率，尤其是針對人類群體。這是運動的急性作用還是長期活動的結果（小鼠使用跑步輪運動＞40天）是需要回答的核心問題。這些發現，連同正在進行的臨床研究，將有助于向公眾提供循證知識，以指導他們進行體育運動，以促進大腦的健康型衰老。

資料來源 Science