
每个人都以自己的方式经历衰老,遗传、生活方式和环境等因素在这个过程中发挥着重要作用。有些人到了 90 岁甚至 100 岁,身体健康,没有服药,也没有脑部疾病。但随着年龄的增长,这些人如何保持健康呢?
我们无法改变基因,也很少可能改变环境的污染。但是,我们完全可以改变我们的生活方式来保持健康的肢体和大脑。
发表在《衰老细胞》杂志上的新研究揭示了运动在预防或减缓与衰老相关的认知能力下降方面的潜力。这项研究发现,运动可以显着改变衰老小胶质细胞(一种脑细胞)的基因表达,使它们恢复到更年轻的状态。
随着人们年龄的增长,人们的身体健康和认知能力通常都会下降。这种下降可能会导致痴呆症等疾病,而目前对此缺乏有效的治疗方法。
之前的观察性研究表明,运动可以帮助缓解一些与年龄相关的大脑缺陷,但这些益处背后的确切机制尚不清楚。研究人员旨在探索运动如何在细胞水平上影响大脑,特别是关注小胶质细胞,以发现认知能力下降的潜在治疗靶点。
该研究的作者、昆士兰大学副教授Jana Vukovic)说:我自己和其他人都经历过,定期锻炼有许多有益的影响,包括对大脑健康的影响,但迄今为止,尚不清楚锻炼如何协调这些变化。如果能找到运动对大脑及其功能产生有益影响的关键组成部分,那将是令人惊奇的。
研究人员使用小鼠进行了研究,由于它们的遗传和生理相似性,小鼠是理解人类生物学的常见模型。他们使用了两个年龄组的雌性小鼠:年轻组(3 个月大)和老年组(18 个月大)。将小鼠分为两组:可以使用跑步轮的小鼠(运动组)和没有使用跑步轮的小鼠(久坐组)。锻炼方案包括 21 天的自愿轮跑和 14 天的休息期。
为了研究运动对大脑的影响,研究人员使用了一种称为单细胞 RNA 测序的技术。该方法可以分析单个细胞中的基因表达,提供细胞活动的详细视图。研究人员专门观察了海马体,这是一个对学习和记忆至关重要的大脑区域,以评估包括小胶质细胞在内的各种细胞类型的变化。
小胶质细胞通过对损伤和感染做出反应,在维持大脑健康方面发挥着关键作用。然而,随着大脑老化,小胶质细胞往往会进入促炎症状态,这可能导致认知能力下降。在这项研究中,老年久坐小鼠的小胶质细胞中表现出基因表达谱,表明这种有害的衰老状态。这些小胶质细胞显示出炎症基因表达增加,这与可能损害神经元和其他脑细胞的免疫反应增强相一致。
值得注意的是,当老年小鼠进行定期自愿运动时,它们的小胶质细胞表现出与年轻小鼠相似的基因表达谱。这表明运动可以有效逆转小胶质细胞的衰老过程,将其基因表达恢复到更年轻、抗炎的状态。
该研究的另一个重要发现是运动对大脑 T 细胞的影响。 T 细胞是一种免疫细胞,当大脑中大量存在时,会导致炎症和认知能力下降。研究人员发现,衰老自然会导致大脑中 T 细胞的积累。
然而,运动显着减少了老年小鼠的 T 细胞数量。这种减少不仅在大脑中观察到,而且在肝脏等外周器官中也观察到,这表明运动具有全身性的抗炎作用,其作用不仅限于大脑。
Vukovic 说:在大脑中所有不同的细胞类型中,令人惊讶的是免疫细胞对运动的反应最大。运动对大脑 T 细胞群产生的巨大影响也令人惊讶。 T 细胞通常不存在于成人大脑中,但随着年龄的增长,其数量似乎会增加。运动会导致 T 细胞数量下降。
虽然运动最显着的影响是在小胶质细胞中观察到的,但该研究还注意到其他类型脑细胞的变化。星形胶质细胞、内皮细胞和少突胶质细胞也显示出因运动而改变的基因表达谱,尽管这些变化不如小胶质细胞中所见的明显。
支持神经元功能和健康的星形胶质细胞和产生绝缘神经纤维髓鞘的少突胶质细胞,在运动的老年小鼠中都显示出功能改善和炎症减少的迹象。这表明运动对大脑内的各种细胞类型具有广泛的有益作用,有助于整体大脑健康。
运动对认知的益处,是通过被称为活动场所回避任务的行为测试来证明,该测试测量空间学习和记忆。能够使用跑轮的老年小鼠在这项任务上的表现明显优于久坐的小鼠,这表明即使在衰老的大脑中,运动也可以改善认知功能。这种认知能力的改善可能与观察到的细胞和分子变化有关,特别是小胶质细胞的复兴和大脑炎症的减少。
这个研究提供了进一步的证据,并表明运动在细胞水平上改变了大脑。锻炼可以将衰老大脑中的免疫环境改变为更年轻的状态,这些变化与学习和记忆的改善有关。
这项研究提供了有希望的证据,表明运动可以抵消大脑中与年龄相关的变化,特别是通过恢复小胶质细胞的活力。这些发现有助于我们了解身体活动如何有益于认知健康,并为制定预防或减缓衰老过程中认知能力下降的干预措施开辟新途径。
目标之一是鼓励老年人锻炼身体,因为研究已经证明,可以扭转大脑衰老的一些负面影响,从而提高认知能力。另一个长期目标是找到运动方式和方法,帮助那些无法锻炼或卧床不起的人激发锻炼对大脑的有益作用。
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