身体活动与老年人认知功能关系的研究进展述评

孙宇亮，侯建羽，程志伟，何春振，朱文斐

(陕西师范大学 体育学院，陕西西安 710119)

老年人的认知功能是衡量身心健康的关键指标之一，与其生活质量密切相关。神经科学研究表明，随着年龄增长，老年人的认知功能逐渐下降。严重到一定程度者，最终会发展为阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease)等疾病。目前，医学界对阿尔茨海默症等疾病尚无明确有效的根治方法[1]。因此，提高老年人认知功能水平，对防止认知功能障碍的发生与发展具有重要意义。与静坐少动的老年人相比，经常参加各种身体活动的老年人认知功能下降的风险可以降低30—46%[2]，患阿尔茨海默症的可能性降低了28—45%。运动作为预防和控制各种慢性疾病的重要手段，为改善老年人的认知功能提供了新方向。

本综述的目的在于：探索身体活动与老年人认知功能之间的关系，找出更有利于保护老年人认知功能的身体活动剂量和强度，为揭示运动与老年人认知功能之间的量效关系和提高老年人认知功能提供依据；研究身体活动影响老年人认知功能的中间变量和可能机制，为科学指导老年人健身和预防认知障碍等疾病提供理论与实践基础。

1. 认知功能是老年人身心健康的重要基础

认知功能包括语言、记忆、执行、判断、和学习等方面，是人脑接受外界信息，认识和反映客观事物的心理机能。痴呆症是由于脑结构的慢性或进行性结构性损伤，而引起的高级脑功能障碍综合征，包括血管性痴呆症，阿莫茨海默症等。全球65岁以上的老年人，阿尔茨海默症患病率为5%，[3-5]75岁以上老年人的患病率上升到9%，发病率和残疾率仅次于癌症及心血管疾病[1]。世界顶级医学期刊《柳叶刀(The Lancet)》2013年发表了中国阿尔茨海默病和其他类型痴呆症流行病学调查的荟萃分析[4]显示，2010年中国痴呆症患者人数达到919万人，其中阿尔茨海默病患者为569万，比二十年前增加了近三倍，给个人、家庭和社会带来沉重负担。

当今医学界还未研发出彻底治愈阿尔茨海默症的相关药物。新英格兰医学杂志的调查报告显示，阿尔茨海默症的特效药研发失败率高达97%[6]，已被公认为世界性医学难题之一。因此，预防对于控制认知功能障碍具有尤其重要的意义。越来越多的国家已经将认知功能障碍的相关研究与防治提升到国家计划层面。美国国立卫生研究院对阿尔茨海默病研究也不断增加经费的支持，仅2016年就增加了3.5亿美元经费，比2015年提高60%。相比之下，我国相关研究还处于初级阶段，较大规模的人群研究还鲜有报道，在这一领域仍然任重而道远。

2. 增加身体活动可以预防认知功能下降

身体活动主要指由骨骼肌收缩引起能量消耗的活动。保持较高水平的身体活动，作为预防和治疗慢性疾病的积极手段，可能是防治认知功能性疾病的重要方法之一。观察性研究显示，老年人认知健康的促进及认知功能下降的减缓可能与身体活动水平成正相关，较高的身体活动水平可以降低阿尔茨海默症的发生率。对于部分已经患有认知功能障碍的老年人，提高身体活动水平可以促进其认知功能的恢复甚至提高。身体活动提高老年人认知功能的机制可能是由于身体活动可以增加或者维持人脑局部灰质和白质的体积(尤其是海马回区域)，促进脑血管舒张供血，进而从整体上提高认知功能水平，预防或减缓老年人认知功能衰退。由于身体活动对于海马回区域有明显的影响，可以有效增加该区域体积，因此一般认为身体活动主要对人脑的记忆功能和执行功能有明显的改善作用。另外，提高身体活动水平可以提高人体心肺功能，间接提高老年人认知功能水平，降低阿尔茨海默症的风险。

运动干预试验可以进一步研究身体活动与老年人认知功能的因果关系。美国医学学会杂志(Journal of American Medical Association, JAMA)曾发表的一项研究显示，每周两次1小时的运动可以明显减缓阿尔茨海默症患者病情的恶化，提高患者的基本身体功能水平。近十年来的神经科学研究发现，合理的运动可能可以提高认知功能正常的老年人记忆、执行功能等方面的功能，促进脑血管舒张供血和神经细胞再生与分化[5,6]，增加或维持人脑局部灰质和白质的体积，从而预防或减缓老年人认知衰退。但是，目前有关运动干预影响老年人认知功能的研究还非常有限，部分研究结果还存在争议，有待进一步深入探讨。

3. 身体活动与老年人认知功能的关系研究的测量方法

目前有关身体活动与老年人认知功能关系的研究中，身体活动和静坐时间的测量方法则以问卷调查法为主。近来，越来越多的研究开始运用可穿戴设备，以达到记录人体身体活动水平及静坐时间的目的。其中，三维加速度计是一种高效准确的方法，它的主要工作原理是通过传感器来测量躯体在三维空间中的加速度变化，从而反映身体活动水平。加速度计的原始数据一般以每单位时间的身体姿势变化的次数表示。从2003年开始，美国国家健康与营养调查(National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES)就开始采用三维加速度计(ActiGraph)代替传统的问卷调查法，测量身体活动水平。NHANES相关研究数据显示，三维加速度计能够较好地克服问卷调查法所带来的弊端，实现更准确的测量人体身体活动水平和静坐时间。

以往研究已经对使用三维加速度计揭示身体活动水平与老年人认知功能之间的关系进行了一些相关探索。横断面研究显示，三维加速度计测量的身体活动水平与老年人的认知功能呈正相关关系，与脑部白质体积也呈正相关关系。在美国一项对716名社区老年人的追踪调查研究中，研究者用加速度计对老年人的身体活动进行了测量，并进行了4年的跟踪调查，结果表明身体活动水平与记忆、空间感、知觉速度等19项认知功能测试结果存在显著的正相关关系。然而目前这类研究对于三维加速度计的数据处理方式还存在一定不足，只对加速度计的总计数值进行了讨论，没有建立起完整的三维加速度计身体活动评价模型来对不同强度的身体活动(中高强度或者轻强度身体活动)和静坐时间进行分类计算，尤其没有对静坐时间进行独立的分析讨论。身体活动的内涵包括身体活动的形式、强度、持续时间和频率。根据美国运动医学学会推荐的运动指南，以有氧供能为主的有氧运动(aerobicexercise)是促进老年人认知功能水平的主要形式，抗阻力运动也对老年人认知功能有一定的积极作用，但是效果不如有氧运动显著。

4. 老年人身体活动的剂量、强度与认知功能的关系

然而，采用运动干预的方法严格控制身体活动剂量来研究身体活动剂量与老年人认知功能之间的关系的研究还鲜有报道。目前唯一的一项研究是2015年美国堪萨斯大学的一项随机对照试验，该研究对101名静坐少动的老年人进行了26周的运动干预，老年人每周进行不同剂量的中等强度运动；结果发现，三个运动组与对照组相比，空间视觉能力和简单注意力得到明显提高，身体活动剂量越大，老年人空间视觉能力改善幅度越大。此外，目前尚没有其他有关不同身体活动剂量对老年人认知功能影响的报道，前人研究主要是对比运动组与非运动组之间的差异，没有设置更多运动组来进一步探讨两个变量之间的关系。还有一些研究针对的是患有抑郁症、心肌梗塞、糖耐量受损、唐氏综合征等疾病的老年人，虽然发现了身体活动与这些疾病患者的认知功能之间存在一定的量效关系，但是不具备更大范围的普适性。因此，不同剂量的身体活动对老年人认知功能的影响有待进一步探索。

另外，现有有关身体活动剂量的研究中，针对身体活动持续时间和频率的研究较多，主要依靠改变身体活动持续时间或频率来调节运动总量。要强调的是，大部分现有研究中所提到的高强度运动是一个相对概念，一般以个人最大摄氧量的70—85%为目标范围，也会考虑运动者的血压、主观感觉等其他因素，因此与个人的生理状态和健康水平密切相关，并不是一个绝对的强度概念。

5. 小结与展望

提高身体活动水平可以对老年人的认知功能产生积极的影响，延缓老年人认知功能下降，预防和治疗认知功能障碍、痴呆症、阿尔茨海默症等疾病的发病率和死亡率。因此，本研究建议老年人积极参加不同类型的身体活动，在心肺功能允许的条件下增加身体活动总量和强度，能够有效的预防和延缓认知功能下降，促进老年人晚年的身心健康。