運(yùn)動(dòng)你的腦

編譯 凌寒

雖然鍛煉有益于大腦和認(rèn)知能力這一概念已經(jīng)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(jī)制尚不清楚?；袈寰S茨（Horowitz）等人論證了鍛煉對(duì)減緩大腦衰老的有益作用可以通過(guò)血漿轉(zhuǎn)移的方式從經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的小鼠傳遞給久待不動(dòng)的小鼠。作者還提供了令人信服的證據(jù)，證明運(yùn)動(dòng)對(duì)大腦衰老的積極影響至少部分是通過(guò)肝臟機(jī)制介導(dǎo)的，并為進(jìn)一步研究確定了極富希望的目標(biāo)。

人口老齡化日漸嚴(yán)重，對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和健康造成深遠(yuǎn)影響，因此，采取促進(jìn)健康老齡化的干預(yù)措施勢(shì)在必行。據(jù)報(bào)道，在動(dòng)物模型中，雷帕霉素和熱量限制等維持晚年健康的干預(yù)措施可以改善記憶和認(rèn)知能力，但將此類干預(yù)措施應(yīng)用于人類仍然頗具挑戰(zhàn)。諸如異時(shí)異種共生（即通過(guò)外科手術(shù)將年輕和年老的動(dòng)物連接在一起產(chǎn)生血漿交換）或輸注法異時(shí)性血漿轉(zhuǎn)移等方法已經(jīng)引起了相當(dāng)多的關(guān)注，也為恢復(fù)小鼠衰老的海馬神經(jīng)元活力提供了很大希望。然而，在減輕實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人類因衰老而引起的腦結(jié)構(gòu)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(jìn)策略。用體育鍛煉來(lái)探測(cè)大腦衰老的機(jī)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(yùn)動(dòng)鍛煉的成年或老年小鼠的血漿轉(zhuǎn)移至久待不動(dòng)的老年小鼠。這一舉措促進(jìn)了新海馬神經(jīng)元的形成，提高了神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的濃度，并且改善了久待不動(dòng)的小鼠在行為測(cè)試中的認(rèn)知能力。通過(guò)血漿蛋白組學(xué)篩選，確定了造成這種影響的潛在循環(huán)因子。在研究工作中，作者發(fā)現(xiàn)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(zhì)——在小鼠中可被有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)鍛煉誘導(dǎo)產(chǎn)生。檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，與不常運(yùn)動(dòng)的老年人相比，經(jīng)常運(yùn)動(dòng)的老年人（66歲至78歲）血漿中GPLD1濃度也較高。此外，通過(guò)體內(nèi)轉(zhuǎn)染在小鼠肝臟中特異性誘導(dǎo)GPLD1產(chǎn)生足以再現(xiàn)運(yùn)動(dòng)對(duì)久待不動(dòng)的小鼠的活力的恢復(fù)作用。

肌醇磷酸鍵可將蛋白質(zhì)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(huán)系統(tǒng)?；袈寰S茨等人發(fā)現(xiàn)，體內(nèi)誘導(dǎo)GPLD1產(chǎn)生后，GPLD1的這種活性對(duì)于改善認(rèn)知和促進(jìn)海馬神經(jīng)發(fā)展十分必要。有趣的是，無(wú)論是肝臟還是循環(huán)系統(tǒng)中GPLD1的濃度都不會(huì)隨著年齡的增長(zhǎng)而下降，而且GPLD1似乎也并沒(méi)有從循環(huán)系統(tǒng)中進(jìn)入大腦。這表明GPLD1對(duì)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(jìn)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(dǎo)肌肉過(guò)氧化物酶體增殖物激活受體—γ輔活化因子1α（PGC-1α）的產(chǎn)生，最終導(dǎo)致循環(huán)系統(tǒng)中鳶尾素（一種直接作用于大腦的肌細(xì)胞因子）濃度的增加。因此，確定循環(huán)GPLD1的組織水平靶點(diǎn)以及由此引起的可穿越血腦屏障的循環(huán)因子的改變，對(duì)于理解其對(duì)大腦的直接作用機(jī)制至關(guān)重要?；袈寰S茨等人認(rèn)為，凝血和補(bǔ)體信號(hào)級(jí)聯(lián)有可能是介導(dǎo)GPLD1作用的中介因子；但是，需要進(jìn)行進(jìn)一步研究以充分了解它們的作用。

盡管GPLD1的增加對(duì)海馬神經(jīng)發(fā)生和行為結(jié)果的影響已被霍洛維茨等人在小鼠身上進(jìn)行了測(cè)試，但是它對(duì)其他大腦衰老標(biāo)志的影響還需要進(jìn)一步測(cè)試，這些大腦衰老標(biāo)志包括神經(jīng)炎癥、突觸修剪以及已被證明的能夠?qū)е履挲g相關(guān)認(rèn)知能力下降的神經(jīng)生理性缺陷。GPLD1在經(jīng)鍛煉的小鼠和精力旺盛的人體內(nèi)都有所增加，該觀察結(jié)果強(qiáng)調(diào)了這一發(fā)現(xiàn)的穩(wěn)健性以及對(duì)未來(lái)轉(zhuǎn)化研究的潛力。通過(guò)血漿轉(zhuǎn)移運(yùn)動(dòng)鍛煉帶來(lái)的功能性益處的能力，增加了目前科學(xué)家對(duì)血漿復(fù)壯的興趣，并將其作為延緩或逆轉(zhuǎn)衰老過(guò)程的干預(yù)手段。然而，血漿供應(yīng)與取用所涉及的固有的安全和倫理問(wèn)題仍有待解決。這些發(fā)現(xiàn)也與曾經(jīng)一份從反面驗(yàn)證的報(bào)告結(jié)果相一致，該報(bào)告顯示衰老以及外圍肌肉損傷的負(fù)面影響可以通過(guò)血漿在小鼠之間轉(zhuǎn)移。人們通常認(rèn)為運(yùn)動(dòng)只能預(yù)防與年齡相關(guān)的變化，但霍洛維茨等人研究中的一項(xiàng)重要發(fā)現(xiàn)表明，運(yùn)動(dòng)也有返老還童的效果。這一點(diǎn)強(qiáng)調(diào)了運(yùn)動(dòng)對(duì)延緩衰老有廣泛和積極影響的重要性。未來(lái)的研究關(guān)注如何確定發(fā)揮這些有益作用所需的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和頻率，尤其是針對(duì)人類群體。這是運(yùn)動(dòng)的急性作用還是長(zhǎng)期活動(dòng)的結(jié)果（小鼠使用跑步輪運(yùn)動(dòng)＞40天）是需要回答的核心問(wèn)題。這些發(fā)現(xiàn)，連同正在進(jìn)行的臨床研究，將有助于向公眾提供循證知識(shí)，以指導(dǎo)他們進(jìn)行體育運(yùn)動(dòng)，以促進(jìn)大腦的健康型衰老。

資料來(lái)源 Science