中等强度有氧运动对慢性精神分裂症患者的疗效及神经可塑性作用的研究

[摘要]"目的"分析中等强度有氧运动对慢性精神分裂症患者的疗效及神经可塑性指标血清脑源性神经生长因子（brain-derived"growth"factor，BDNF）及胰岛素样生长因子-1（insulin-like"growth"factor-1，IGF-1）的影响，并分析疗效与神经可塑性指标之间的联系。方法"选取2021年1月至2023年12月于温州医科大学附属康宁医院接受治疗的200例精神分裂症患者，按随机数字表法分为研究组和对照组，每组100例。采用阳性和阴性精神症状评定量表（positive"and"negative"syndrome"scale，PANSS）评定患者治疗前后的精神症状，重复性成套神经心理状态测验（repeatable"battery"for"the"assessment"of"neuropsychological"status，RBANS）评定患者的认知功能水平，住院精神病患者社会功能评定量表（social"functioning"in"psychosis"patient"inventory，SSFPI）评估患者的社会功能，同时检测患者外周血中的BDNF、IGF-1含量。比较治疗前后相关指标差异，并分析相互关系。结果"①与对照组比较，研究组患者的认知功能（RBANS总分、即刻记忆分、视觉广度分）、社会功能（SSFPI总分、日常生活能力分、动性和交往情况分、社会性活动技能分）及神经可塑性指标（BDNF及IGF-1差值）均显著改善（Plt;0.05）；②治疗后，患者血清中的IGF-1差值与认知功能中的视觉广度改善程度呈正相关；同时，BDNF和IGF-1的差值与社会功能的多项指标（SSFPI总分、日常生活能力、动性和交往情况、社会性活动技能）的改善也呈正相关（Plt;0.05）；③逐步回归分析显示，BDNF和IGF-1的差值可预测SSFPI总分及各项因子分的改善程度，可解释变异的37.90%～41.70%。结论"中等强度有氧运动可改善慢性精神分裂症患者的认知功能，主要包括即刻记忆、视觉广度及社会功能，具体机制可能与患者的BDNF、IGF-1水平升高有关。

[关键词]"有氧运动；慢性精神分裂症；神经可塑性；认知功能；社会功能

[中图分类号]"R749""""""[文献标识码]"A""""[DOI]"10.3969/j.issn.1673-9701.2024.36.002

The"therapeutic"efficacy"and"neuroplasticity"effects"of"moderate-intensity"aerobic"exercise"in"patients"with"chronic"schizophrenia

HUANG"Yu1，"ZHU"Cheng1，2，"LIU"Jiahong1，"HUANG"Zhen1，"PAN"Anle1

1.General"Psychiatry"Department，"the"Affiliated"Kangning"Hospital"of"Wenzhou"Medical"University，"Zhejiang"Provincial"Clinical"Research"Center"for"Mental"Disorder，"Wenzhou"325000，"Zhejiang，"China;"2.School"of"Mental"Health，"Wenzhou"Medical"University，"Wenzhou"325035，"Zhejiang，"China

[Abstract]"Objective"To"evaluate"the"effectiveness"of"moderate-intensity"aerobic"exercise"in"patients"with"chronic"schizophrenia，"focusing"on"its"effects"on"neuroplasticity"markers"such"as"serum"brain-derived"growth"factor"（BDNF）"and"insulin-like"growth"factor-1"（IGF-1），"and"analyze"the"relationship"between"therapeutic"efficacy"and"neuroplasticity"indicators."Methods"A"total"of"200"schizophrenic"patients"treated"at"the"Affiliated"Kangning"Hospital"of"Wenzhou"Medical"University"from"January"2021"to"December"2023"were"selected"and"randomly"divided"intonbsp;study"group"and"control"group，"100"patients"in"each"group"based"on"a"random"number"table."The"positive"and"negative"syndrome"scale"（PANSS）"was"used"to"assess"the"patients’"psychiatric"symptoms"before"and"after"treatment."The"repeatable"battery"for"the"assessment"of"neuropsychological"status"（RBANS）"was"employed"to"evaluate"the"patients’"cognitive"function，"while"the"social"functioning"in"psychosis"patient"inventory"（SSFPI）"was"used"to"assess"their"social"function."Additionally，"the"levels"of"BDNF"and"IGF-1"in"the"patients’"peripheral"blood"were"measured."Differences"in"relevant"indicators"before"and"after"treatment"were"compared，"and"influencing"factors"were"analyzed."Results"①Compared"with"control"group，"patients"in"study"group"exhibited"significant"improvements"in"cognitive"function"（RBANS"total"score，"immediate"memory"score，"visual"span"score），"social"function"（SSFPI"total"score，"daily"living"ability"score，"kineses"and"social"interaction"score，"social"activity"skill"score），"and"neuroplasticity"indicators"（BDNF"and"IGF-1"differences）"（Plt;0.05）;"②After"treatment，"the"IGF-1"difference"in"patients’"serum"was"positively"correlated"with"the"improvement"in"visual"span"within"cognitive"function."Furthermore，"the"differences"in"BDNF"and"IGF-1"were"also"positively"correlated"with"improvements"in"multiple"indicators"of"social"function，"including"SSFPI"total"score，"daily"living"ability，"kineses"and"social"interaction，"and"social"activity"skills"（Plt;0.05）;"③Stepwise"regression"analysis"revealed"that"the"differences"in"BDNF"and"IGF-1"could"predict"the"degree"of"improvement"in"SSFPI"total"score"and"various"factor"scores，"accounting"for"37.90%"to"41.70%"of"the"variation."Conclusion"Moderate"intensity"aerobic"exercise"can"improve"cognitive"function"in"patients"with"chronic"schizophrenia，"mainly"including"immediate"memory，"visual"breadth，"and"social"function."The"specific"mechanism"may"be"related"to"the"elevated"levels"of"BDNF"and"IGF-1"in"patients.

[Key"words]"Aerobic"exercise;"Chronic"schizophrenia;"Neuroplasticity;"Cognitive"function;"Social"function

精神分裂症是一种严重的精神疾病，以幻觉、妄想、思维紊乱、情感淡漠和认知障碍等为特征，认知症状是其核心特征之一，包括记忆障碍、决策困难和处理速度缺陷等[1-2]。非典型抗精神病药物的整体疗效较好，但对阴性和认知症状效果欠佳。有氧运动可增强精神分裂症患者的认知功能并缓解阴性症状，其改善认知功能与改善相关脑区域的大脑神经可塑性有关，如海马体[3-4]。

脑源性神经生长因子（brain-derived"growth"factor，BDNF）在中枢神经系统中广泛分布，对神经元存活和生长至关重要，同时通过增加突触发生和树突棘密度改善功能性连接，对维持突触可塑性至关重要[5-7]。精神分裂症患者的血清BDNF水平明显低于健康者，且BDNF水平降低与认知障碍相关[8]。循环中的胰岛素样生长因子-1（insulin-like"growth"factor-1，IGF-1）可穿过血-脑脊液屏障，增强突触可塑性和神经元存活并增加BDNF水平，进而增强大鼠的学习和记忆能力[9]。

本研究通过对慢性精神分裂症患者增加中等强度有氧运动，探讨该方案是否可进一步改善患者的精神症状、认知功能、社会功能，并分析具体机制是否与BDNF和（或）IGF-1水平的调节有关。

1""资料与方法

1.1""一般资料

选取2021年1月至2023年12月于温州医科大学附属康宁医院接受治疗的200例精神分裂症患者，按随机数字表法分为研究组和对照组，每组100例。研究组中2例患者因未坚持治疗中途退出，最终纳入98例。收集患者的一般资料，包括年龄、性别、起病年龄、病程、受教育年限、既往病史、吸烟史、服药种类剂量及折算氯丙嗪等效剂量后的日剂量。两组患者的一般资料及治疗前的临床资料比较，差异无统计学意义（Pgt;0.05），见表1。患者及家属对本研究均知情同意并签署知情同意书。本研究经温州医科大学附属康宁医院医学伦理委员会审批通过（伦理审批号：KNLL-20210805002）。

纳入标准：①符合《精神障碍诊断与统计手册（DSM-5）》[10]中精神分裂症的诊断标准；②病程≥5年；③药剂量稳定gt;12个月；④年龄18～55岁。排除标准：①患有其他精神疾病；②患有脑外伤等神经系统疾病；③患有心血管系统疾病，严重肥胖者；④有酗酒或药物滥用史；⑤入组前1个月内有输血史。

1.2""治疗方法

对照组患者维持原治疗方案。研究组患者在维持原治疗方案的同时，增加中等强度有氧运动。康复师对培训过程进行指导和监督。有氧锻炼采用60%～80%的中等强度，采用心率储备法确定运动强度，目标心率=（最大心率–静息心率）×（60%～80%）+静息心率，最大心率=220–年龄[11]。患者使用康复科动力单车进行训练，每次训练持续40min（5min热身，30min有氧运动，5min整理运动），5次/周，治疗12周。患者佩戴心率表监测心率变化以保证运动强度。

1.3""BDNF、IGF-1血清水平测定

治疗前后次日取患者空腹血10ml，置于血清分离管中，室温下凝结30min，以3200转/min、4℃下离心10min收集血清样品，于–80℃环境中保存。BDNF和IGF-1水平测定均采用酶联免疫吸附试验检测，试剂盒购自艾博抗（上海）贸易有限公司。

1.4""观察指标

采用阳性和阴性精神症状评定量表（positive"and"negative"syndrome"scale，PANSS）评定患者的精神症状。PANSS由30个项目组成，每项1～7分，得分越高表明症状越重；重复性成套神经心理状态测验（repeatable"battery"for"the"assessment"of"neuropsych-"ological"status，RBANS）评定患者的认知功能，RBANS包括即刻记忆、言语功能、视觉广度、注意、延时记忆5个因子；住院精神病患者社会功能评定量表（social"functioning"in"psychosis"patient"inventory，SSFPI）评估患者的社会功能，该量表包括日常生活能力、活动能力和社交情况及社会活动技能3个方面。治疗前后分别由2名高年资心理测量专业人员对患者进行评估。

1.5""统计学方法

采用SPSS"25.0统计学软件对数据进行处理分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（）表示，组间比较采用独立样本t检验；方差不齐的计量资料采用Welch’s"t检验。计数资料以例数（百分率）[n（%）]表示，比较采用c2检验或Fisher’s确切概率法。采用Spearman秩相关系数进行相关分析和线性回归分析。Plt;0.05为差异有统计学意义。

2""结果

2.1""两组患者治疗后的PANSS评分、RBANS评分、SSFPI评分、血清BDNF和IGF-1水平的比较

研究组患者治疗后的RBANS总分、即刻记忆、视觉广度、注意、延时记忆评分高于对照组；SSFPI总分、日常生活能力、动性和交往情况、社会性活动技能评分高于对照组，差异有统计学意义（Plt;0.001）；血清BDNF水平高于对照组，差异有统计学意义（Plt;0.001），见表2。

2.3""研究组患者社会功能改善的影响因素分析

分别以研究组患者的SSFPI总分、各因子分差值作为因变量，以患者的年龄、性别、起病年龄、病程、受教育年限、BDNF差值、IGF-1差值为自变量进行逐步回归分析（变量选入标准为0.05，剔除标准为0.10），BDNF差值、IGF-1差值纳入以SSFPI总分差值及各因子分差值为因变量的回归方程，可分别解释SSFPI总分、日常生活能力分、动性和交往情况分、社会性活动技能分变异的40.50%、40.40%、37.90%、41.70%，见表4。

3""讨论

精神分裂症在药物治疗上有一定局限性，还需更有效的治疗策略。本研究结果显示研究组和对照组患者经过12周的治疗，PANSS评分和各因子评分之间的差异没有统计学意义，RBANS评分及除言语功能外的其他因子评分高于对照组，研究组患者的RBANS总分、即刻记忆分、视觉广度分差值高于对照组。高振勇等[12]纳入40例慢性精神分裂症患者，以观察有氧运动疗法的治疗作用，结果显示研究组患者的阴性症状分、一般精神病理症状分及"PANSS总分均低于对照组；即刻记忆、延时记忆及RBANS总分高于对照组。与本研究结果部分一致，相似结果主要在对认知功能的作用方面。Dauwan等[13]研究显示有氧运动可改善精神分裂症患者的阴性症状、阳性症状、抑郁症状和整体功能。Firth等[14]研究发现经有氧运动治疗后，患者的整体认知、工作记忆、社会认知及注意力均有所提高。但另一项Meta分析显示有氧运动对患者的阴性症状仅有很小的益处[15]。不同临床研究结果不一致可归因于临床样本量大小、具体干预方式、评估工具的准确性及敏感度及干预时长等不同导致。

有氧运动的作用机制可能与运动对神经可塑性标志物的影响进而改善认知和运动等功能有关。具体来说可能是有氧运动调节神经生长因子水平、神经炎症标志物、大脑血流量，然后调节大脑激活、网络功能和结构特性，进而改善运动和认知功能等[16]。Nuechterlein等[17]观察有氧运动对首发精神分裂症患者认知功能的影响，结果发现经过6个月的干预，患者的认知功能有明显改善，BDNF升高对认知功能改善有预测倾向，但未达到显著性。本研究结果显示，研究组患者的BDNF及IGF-1水平较对照组显著提升，且血清BDNF与IGF-1水平增量也高于对照组，进一步分析发现IGF-1水平差值与视觉广度差值呈正相关。Silva等[18]研究发现进行20周有氧运动的精神分裂症患者外周血IGF-1水平无明显变化。Malchow等[19]研究发现精神分裂症患者在进行3个月有氧运动后，其社交/休闲活动和适应家庭功能得到明显改善。本研究同样观察到研究组患者的SSFPI总分、日常生活能力分、动性和交往情况分及社会性活动技能分的改善幅度均较对照组显著提升。相关分析及回归分析发现BDNF、IGF-1差值与SSFPI总分及各因子分差值相关，与Kern等[20]研究结果基本一致。本研究发现BDNF、IGF-1的水平变化程度与社会功能改善程度有关，一定程度上可预测患者社会功能的恢复情况。

综上所述，中等强度有氧运动可改善慢性精神分裂症患者的认知功能及社会功能，可能与患者的BDNF、IGF-1水平提高有关。

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突。

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（收稿日期：2024–09–03）

（修回日期：2024–11–28）