运动疗法在认知障碍预防与康复中应用的理论依据

随着年龄的增长，日常锻炼、社交活动等身体活动机会逐渐减少。运动的缺乏被认为与脑容量组织丢失有关，许多研究证据表明：运动疗法确实有益于认知功能，但其潜在的分子机制结论尚未统一［1］。最近，在老年人群中的研究提到了一些潜在的介质，包括增加生长因子（神经营养和血管）的产生，这有助于通过促进新的生长和发育来维持大脑和脑血管系统的结构完整性。运动使脑血流量（cerebral blood flow，CBF）调节改善，帮助充足脑氧合，有助于使大脑保持最佳生理状态，改善认知功能。一项为期6个月的阻力训练和有氧训练的随机试验发现，舌回3个皮层区域的功能和血流动力学活动得到改善。认知和脑血管功能会随着老龄化而逐渐下降。因此，在老年人群中更容易实现这些方面的改善，并且改善空间也相对较大［2］。

另一方面，衰老过程或其他疾病导致的认知障碍与细胞的氧化过程也有紧密联系，如在AD患者中能够发现抗氧化防御能力下降和与β淀粉样蛋白相关的代谢异常（在大脑和血液中），导致氧化前失衡，氧化应激水平异常。中枢神经-视觉系统对异常氧化应激十分敏感，即氧化应激增加的损伤加速了认知能力下降。另一项前瞻性研究也表明，血清中的主要变化如脂质过氧化增加和血清抗氧化剂缺乏对识别有认知能力下降风险的受试者具有一定的预测价值。这些变化可能与神经退行性改变的过程有关［3］。而在对改善氧化应激过程的尝试中，维生素C、维生素E的补充效果不大，其对血清抗氧化能力的贡献很小，这可能是由几个因素造成的。维生素E补充剂通常由α-生育酚组成；人们注意到血清α-生育酚水平升高会降低其他形式维生素E的循环水平，特别是γ-生育酚。此外，虽然维生素E是一种有效的抗氧化剂，但它形成了反应性中间产物，必须回收到活性形式，这一过程受到共抗氧化剂的可用性的限制。由于这些机制的结果，单独补充维生素E（特别是在通常应用的超生理剂量下）不太可能提高血清抗氧化能力或降低血脂氧化。而相比之下，运动疗法能够较为有效地减少活性氧（reactive oxygen species，ROS）和氧化应激，使抗氧化酶如超氧化物歧化酶（superoxide dismultase，SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glutathione peroxidase，GPX）的活性增加，这可能是改善记忆和认知功能的原因［4］。一项小鼠试验发现运动能够导致额叶皮层、海马水平皮层和海马的细胞外β淀粉样蛋白斑块减少，而其是许多认知障碍疾病诊断的关键蛋白。短期运动后，通过淀粉样前体蛋白加工过程的改变来介导这一反应，即短期运动后标志认知障碍疾病的关键蛋白减少，这种作用可能是通过淀粉样前体蛋白的处理和运动调节的神经元代谢变化来完成的，最终改善了学习和记忆能力。此外，长期运动还提高了动物在Morris水迷宫中的学习率［5］。

此外，运动是包括脑源性神经营养因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）、胰岛素样生长因子-1（insulin-like growth factor-1，IGF-1）和血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）在内的神经营养因子的重要调节因子。有研究认为BDNF在突触形成、神经可塑性和学习记忆的发展中起着极其重要的作用，而运动可以上调BDNF的表达，也可以调节下游信号通路；运动后也发现了11个脑区的激活强度显著降低，这表明运动干预可以提高神经效率；同时，运动调节的其他主要神经营养素是IGF-1和VEGF，它们对神经生长和大脑营养的供应至关重要［6］。运动对胆碱能系统的调节作用也需要引起重视，胆碱能神经元损伤是许多认知障碍疾病的病因。一些研究结果表明，运动可以提高乙酰胆碱（acetylcholine，Ach）水平和多巴胺与毒蕈碱受体的密度，调节海马神经递质释放，促进神经元增殖，从而改善认知功能［7］。(https://www.daowen.com)

总之，许多分子生物学机制阐述了运动对认知产生有益影响的可能性。而不同的运动类型、持续时间或强度对认知功能产生的影响不同。我们将通过对不同运动方案的应用来分析其对认知障碍的预防及康复作用。