运动：预防老年痴呆的重要策略

王欣慰 于恩彦

●综 述

运动：预防老年痴呆的重要策略

王欣慰 于恩彦

认知功能下降是老年痴呆的主要表现，除了降低痴呆患者本身的生命质量，还会影响其家庭成员的生活质量。但药物在认知损害的治疗或预防中只能起到部分改善作用，因此需探索非药物性干预手段，包括游戏疗法、饮食疗法、音乐疗法及运动疗法等。其中，运动被证实能够延长寿命[1]，降低心血管事件[2]发生的风险，在减少抑郁发生[3]的同时，还能对认知功能产生保护作用[4]，其简便易行，是目前研究的热点。笔者在上述背景下从调查性研究、干预性研究及机制方面综述运动对认知功能的影响。

1 运动对认知功能的保护作用：来自调查性研究证据

来自国内外的调查性研究已反复证实运动水平与认知损害的风险之间可能存在反比关系[4-9]。LADIS（Leukoaraiosis and Disability）研究对639例有大脑白质改变的欧洲老年人进行了为期3年的跟踪调查，Cox回归分析显示，独立于年龄、教育、脑白质变性严重度、颞叶内侧萎缩程度、中风和糖尿病等变量，运动能降低老年人发生认知损害、痴呆和血管型痴呆的危险性[5]。而另一项为期17年的研究表明，运动能够明显降低AD的患病率，但在其他类型的痴呆中则无统计学差异[6]。进一步对运动和认知功能下降的风险率进行分析，参与高水平运动的正常老年人在1～12年的随访中出现认知功能下降的风险比为0.62，即使是低、中度水平的运动对认知功能也有明显的保护作用（认知功能下降的风险比为0.65）[7]。调查性研究的随访时间因研究层次的不同而不同，但就目前来看，运动不管在短时还是长远来说，对认知功能都是一种保护性因素，但是否越早参与运动对认知功能的保护作用就越好？Geda等[8]对1 324例老年人进行研究，发现中年期中等强度、任何频率的运动均能减少39%轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment，MCI）的患病风险，而老年期中等强度的运动则减少32%MCI患病风险。一项多中心、前瞻性、观察性实验对65岁以上老年女性进行调查研究，将其运动时间追溯到青少年时期、30岁、50岁及老年期，结果发现在4个时期参与运动均能降低认知损害的风险，其中青少年期就参与运动的老年女性患痴呆的风险最低，而在青少年时期运动表现不活跃的老年女性，如果在中年时期变得活跃，其认知功能下降的风险仍然较持续保持不活跃状态的老年女性低[9]，说明越早参与运动对认知功能的益处越大，但原先并不活跃的人如果能在之后的生活中参加运动，对认知功能同样起着保护作用。

近年来，有学者开始探索不同运动强度与认知功能之间的关系。NOMAS（The Northern Manhattan Study）研究对1 228例认知功能正常的被试进行问卷调查，并将其分为不运动/低强度运动组及中/高强度运动组，研究者发现前者在基线时就已表现出较后者差的执行功能、语义记忆及信息处理速度，随访5年后更是发现前者在信息处理速度及情景记忆方面下降较快[10]。上述研究在进行分析时仅仅将运动划分为简单的低、中、高强度，国内的一项研究则以代谢当量值具体量化了老年人的体力活动水平，研究显示在控制年龄和文化程度因素的影响后，老年人每周的运动总代谢当量值与简易精神状态检查量表（minimum mental state examination，MMSE）得分呈正相关，低强度活动水平的老年人MMSE得分明显低于中、高强度活动水平的老年人[11]。这提示运动与认知功能之间可能存在某种量效关系。

调查性研究多采用自陈报道来搜集数据，且极易受到混合因素的影响，因而具有局限性。上述研究结果其实可以有另一种解释，即相较于认知水平低的个体，具有较高认知水平的个体更倾向于选择去参加运动。换言之，运动可能是一种选择性的生活方式而不是作为一种保护因素。

2 运动对认知功能的改善作用：来自干预性研究证据

多项随机对照实验证实了运动能够显著提高健康老人的记忆力、注意力、信息加工速度和执行能力[12]。类似的结论同样见于MCI和痴呆[13]患者。澳大利亚的一项研究将主诉有记忆问题但不符合痴呆标准的170例老年人随机分为干预组和对照组，并对干预组进行为期6个月中等强度的训练，结果显示干预组在阿尔茨海默病评估-认知评估量表（ADAS-Cog）的得分方面改善了0.26分，相对应的是对照组减退了1.04分，研究者认为经过6个月的训练，受试者的认知功能有了中度改善[14]。值得关注的是，研究者称这项实验在认知功能方面改善的程度可与药物安理申相媲美。而另一项在美国的实验则给予29例MCI患者6个月的高强度有氧训练，结果发现受试者的认知功能有了较大进步，并伴随着胰岛素抵抗的改善和皮质醇水平的下降[15]。另一项Meta分析结果也证实运动对认知功能的有益影响具有普遍性与特殊性[16]。其普遍性在于，认知功能的多种成分在一段时间的运动训练后有了明显进步；其特殊性在于认知功能中的执行功能相较其他成分进步更大。但也有不同的声音称运动对中度以上痴呆尚未发现有益的影响。

鉴于运动对认知功能的保护作用，有学者开始探索不同形式的运动对认知功能的影响，这其中包括踏车训练[17]、拉伸[18]及力量训练[19]等活动。研究发现不同形式的运动对认知功能均有一定的改善作用，但运动形式不同，改善的程度也不同。研究者大致将运动形式分为提高“代谢适应能力”和“运动适应能力”两种，前者包括心肺适应能力和肌肉力量，而后者则指平衡、运动速度及运动协调能力等[20]。

2.1 代谢适应能力 如前文所述，有氧运动对认知功能起着积极作用已毋庸置疑，不管是从结构上[21]还是功能上[15]均已得到证明。相较之下，由于长期以来的偏见认为无氧运动存在一定风险，故目前少有研究且研究结果常是负性的，但往往这些研究是存在缺陷的，如样本量过小、干预时间过短等。有研究证实无氧运动能够改善认知功能的部分结构，如持续注意、视觉记忆和一部分的工作记忆[22]。但目前流行的观点仍是倾向于有氧训练较无氧训练改善认知功能的效果更佳[18]。此外，有研究人员将无氧运动与有氧运动结合进行试验，发现两者的联合干预相较任一单纯的有氧、无氧干预来说对延缓认知和行为衰退更有效[23]。也有学者认为相较于运动的形式，运动量对认知功能起到了更重要的作用[24]。

2.2 运动适应能力 现行的大部分研究都还是将重点放在心肺锻炼和肌肉力量训练方面，而在需要更高认知水平支持的运动适应能力上的研究较为欠缺。相较于提高代谢的粗大运动，以精细运动和复杂运动为代表的协调性运动更能提高新生细胞的存活率[25]，这点在老年人身上也得到了印证。一项叫“Old Age on the Move”的项目对92例老人进行了协调性训练的干预性研究，发现协调性训练不仅能够延缓海马体积的衰退，更甚者能够增加海马体积[20]，而海马恰恰是与记忆相关的脑功能区。这证明除了提高心肺能力的活动外，协调性训练也是非常值得关注的研究方向。而在协调性活动中，手指的精细活动作为协调性运动的一种特殊形式，目前研究涉及较少。手指运动在大脑皮层投射区广泛，而大部分的运动皮质区又都能控制手指的活动，因此可以利用手指操来大范围活动大脑。国内的研究证据已表明手指运动能使大脑发生可塑性改变[26]。而在认知功能下降患者身上，现临床研究仅证实手指操锻炼能够提高轻度认知功能障碍患者日常生活能力[27]，但进一步的探讨尚未见报道，因而在这一块空白上，笔者认为应进行深入研究。

然而，干预性研究也有自身的不足，如样本量过小，样本来源定义不清，研究终点测试及运动方案不充分或不敏感。即使是Meta分析说运动能够同时改善体力及认知功能表现，但是这些结论多是来源于多种运动形式和各种程度痴呆的混合概括。现有的干预性研究还需进一步改善。

3 运动保护认知功能的可能机制

调查性研究和干预性研究的不足促使研究者试图从源头上证明运动的效益。运动对老年个体认知功能影响的机制尚在探索中，但研究基本集中在两个方面：一是在大体层面，一是在分子水平。

在大体层面，有研究显示，运动能够改善血管危险因素[28]、增加脑血流量及减少脑缺血性疾病[29]，进而对认知产生有益影响。如肥胖、高血压、高胆固醇血症和胰岛素抵抗等均能通过运动不同程度改善[30]。其中胰岛素抵抗的改善还能够直接增加大脑突触可塑性和能量代谢[31]。其次，运动能够使大脑结构和功能发生适应性改变[32]，进而维持或改善老年人的认知功能，这一方面的研究多依赖于神经影像技术。已有研究提示更活跃的健康状态与较大的大脑皮层体积[21]相关，尤其是灰质体积[33]。有大量数据提示，执行高级认知功能的大脑区域及网络，如海马、额叶皮质层以及基底核，相较于大脑其他区域对运动的效益更加敏感。事实上，55岁以上老人的前额叶皮层及海马每年萎缩1%～2%。当个体出现认知功能下降时，上述区域最早、最快出现衰退。一项干预性研究表明，为期12个月的心肺锻炼能够增加2%的海马体积，从而改善被试的记忆[34]。

在分子水平，目前的研究结果已揭示了一些可能的生物学机制：（1）运动已被证实能够上调并增加某些神经营养因子和血管生长因子，包括胰岛素样生长因子-1、脑源性神经营养因子和血管内皮细胞生长因子，而这些因子能够使海马内的神经发生[35]。（2）此外，运动还被证实能够使调节自由基清除酶的基因表达上调，从而减少自由基对神经元的损害，进而减少神经退行性疾病的发生率[36]。（3）实验室研究在运动中的小鼠大脑皮层和海马区观察到β淀粉样蛋白的减少，提示自发的活动可能调节淀粉样级连反应，从而减少β淀粉样蛋白产物的生成[37]。（4）运动水平还能通过调节端粒酶长度，从而延缓细胞衰老，对认知功能起到改善作用[38]。（5）运动增加神经元内线粒体产物，从而提高大脑能量代谢，保证神经元能量供应[39]。

4 总结

运动在认知功能领域的研究已获得较丰硕的成果，运动对认知功能的保护作用已得到大多数学者的认同。然而，由于现有研究存在诸多不足，后续的研究者还需对以下问题进行探讨：运动与认知功能之间的量效关系；运动的质还是量对认知功能的影响更大；其他形式的训练，如精细活动及协调性训练，对认知功能的影响；运动与其他形式的干预手段联合的可能性；运动影响认知功能的生理、心理机制等。

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（本文由浙江省医学会精神病学分会推荐）

2016-03-14）

（本文编辑：严玮雯）

310053 杭州，浙江中医药大学（王欣慰）；浙江省人民医院精神卫生科（于恩彦）

于恩彦，E-mail：yuenyan@aliyun.com