运动与脑部健康

孟凡华 常健康 王巍 边鹏飞

摘  要：当前，人体和动物研究表明，运动对大脑功能有良好的影响。各种类型的运动开启了生长因子信号的交互式级联，其具有刺激结构上变化、改善行为、诱导分子水平上的净效应。目前，研究主要集中在耐力运动方式，尚不清楚其他的经典的运动方式，如力量训练对脑部的功能产生的影响，也尚不清楚最佳化训练剂量，需要进一步研究。相关的实证研究，可为精准运动处方的制定提供依据。

关键词：运动  脑部健康  海马

中图分类号：G804                                  文献标识码：A                        文章编号：2095-2813（2020）01（b）-0016-02

运动与神经方面的研究是当前运动研究领域的热点问题之一，旨在认识身体和大脑之间的关系。大脑及其功能受到多种因素所影响[1]，如运动、衰老、压力、环境、饮食等，通常称为大脑可塑性，指的是神经连接系统改变，包括结构、功能和分子水平。

特别是运动对这种大脑塑性起着至关重要的作用。运动为机体的生理、心理、社会效应提供了相当大的健康方面的益处[2]。运动对中枢神经系统（CNS）的结构和功能的影响，越来越受到关注。这方面的实证研究，可为精准运动处方的制定提供依据。

1  运动与突触可塑性和神经发生的结构水平

已知身体活动对增强有氧能力和脑功能都是有效的。研究表明，运动可引起的CNS改善，突触可塑性和海马神经再发生被认为在增强认知功能方面起着至关重要的作用，包括学习、记忆、认知功能。研究发现通过运动可创建新的突触和神经回路，能够补偿受损区域的功能[3]。

虽然突触可塑性是通过增强现有神经元之间突触位点的通信来实现的，但神经再发生是指整个生命过程中大脑中新神经元的诞生和增殖。当从事新的经验和学习时，大脑建立了一系列神经通路，这些神经通路或电路是由互连神经元构成的路径。运动增强了与脑源性神经营养因子（BDNF）相关的海马神经发生和空间记忆[4]。这些新生成神经元通过突触彼此连接。神经元之间更好地连接意味着电和化学信号可以更有效地传播。这些结果表明，运动不仅可以改善结构水平，还可以增强个体的学习和记忆等功能水平。

2  行为改善的功能水平

学龄儿童的运动与学业成绩之间的关系表现出显着的正相关性[5]。另外，研究人员表明，通过应用种临床干预运动计划，可以激活和加强大脑的可塑性[1]。急性轻度运动改善了年轻人的执行功能，运动方式的影响存在不同[6，7]。此外，更高的运动能力有更好的表现。在动物研究中已经表明可改善海马相关学习、记忆和认知[8]。

运动增强了突触传递的效率，促进相关神经元之间的联接，使认知能力变快。运动提供了建立新神经回路和加强回路中神经元之间突触连接所必需的系统性的实践。

3  潜在分子机制

运动诱导的神经可塑性的潜在机制，涉及具有几种神经营养和生长因子[9，10]。其中，脑源性神经营养因子（BDNF）是神经元再生，可塑性和存活方面非常重要。人体和动物研究表明[9，10]，运动可上调BDNF表达，在运动诱导的神经增生中起着基本的作用。胰岛素样生长因子1（IGF-1），也是中枢神经系统关键调节因子，包括突触可塑性、突触密度、神经传递、神经再生和神经元分化。长期运动可增强海马神经在发生、学习和记忆的表现，这些变化应归因于海马中的IGF-1信号途径。另外，已知随意运动会增加血管内皮生长因子（VEGF）及其受体的表达。VEGF具有神经保护和神经营养功能。

此外，神经生长因子（NGF）在促进神经功能，尤其是神经元祖细胞的存活中起作用。在啮齿动物8周运动后，海马NGF及其受体之一，tropo-肌素受体激酶A（TrkA）的表达增加[11]。与BDNF/原肌球蛋白受体激酶B（TrkB）信号转导相似，NGF与TrkA的结合，可刺激下游转录因子，c-AMP反應元件结合蛋白，并诱导与细胞存活和神经可塑性相关的各种基因转录[9，10]。不同运动方式导致蛋白磷酸化位点存在不同[12]，运动可能促进大脑中分子水平的产生和突触可塑性相关蛋白的翻译、磷酸化的程度，最终改善神经发育性。

4  结语

人体和动物研究表明，运动对大脑功能有良好的影响。各种类型的运动开启了生长因子信号的交互式级联，其具有刺激结构变化，增强行为发展和刺激分子水平的净效应。研究主要集中在耐力运动方式，鉴于运动方式的独特的适应机制，尚不清楚其他的经典的运动方式，如力量训练对脑部的功能产生的影响，需要进一步研究。

参考文献

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