由罗格斯大学-新不伦瑞克分校的科学家领导的一项研究表明，锻炼后大脑中与胰岛素反应有关的特殊细胞被激活，这表明体力活动可以直接改善脑功能。这项发表在《衰老细胞》（Aging Cell）杂志上的研究指出，针对这种胰岛素作用的疗法可能被开发出来以抵消甚至预防痴呆症的进展。
“我们认为这项工作很重要，因为它表明锻炼可能通过改善胰岛素对大脑的作用来改善认知和记忆能力，”该研究的主要作者、罗格斯大学艺术与科学学院运动学与健康系副教授史蒂文·马林（Steven Malin）说。
该研究与美国国立卫生研究院的老龄研究所合作，重点关注神经元外泌体的作用，这些是由大脑释放的特殊细胞。过去15年来，外泌体从被研究人员视为“细胞尘埃”，逐渐被认为是人体微观世界中的重要参与者，负责运输关键分子如蛋白质。在这项研究中，科学家们瞄准了由大脑产生的携带多种参与胰岛素敏感性的蛋白质的外泌体——其中一种称为Akt。
胰岛素敏感性是衡量身体对胰岛素反应程度的一个指标，胰岛素是一种控制血糖水平的激素。高胰岛素敏感性的人可以更有效地利用血液中的葡萄糖，例如将其输送到肌肉中，从而降低血糖。糖尿病患者由于低胰岛素敏感性或胰岛素抵抗，其脑细胞对胰岛素的反应较弱，这对认知能力有负面影响。
研究人员通过在实验研究中分离参与者血液中的外泌体来研究这些外泌体。该试验持续两周，包括21名平均年龄为60岁的志愿者，他们都有前期糖尿病。在研究期间，他们参加了12次由监督人员指导的60分钟中高强度锻炼课程。参与者在训练前后摄入了一种葡萄糖饮料。研究人员在训练开始和结束时收集了参与者的血液样本，以分析饮用葡萄糖前后的变化。
血液样本显示，每次训练后携带胰岛素敏感性相关蛋白质的神经元外泌体数量增加，其中Akt最为显著。
“我们首次证明锻炼影响神经元外泌体中的胰岛素信号传导，与血糖的临床改善有关，”马林说。“我们使用这些神经元外泌体作为大脑胰岛素敏感性的指标。”
因此，锻炼有可能提高大脑对胰岛素的反应能力，以支持神经元功能，他说。
胰岛素是一种越来越多地被认为调节认知的激素，认知是通过思考、经验和感觉获得知识的心理过程。前期糖尿病是一种严重的健康状况，当血糖水平高于正常但不足以诊断为2型糖尿病时发生。患有前期糖尿病的人面临体内尤其是大脑中胰岛素不足的风险，这增加了患阿尔茨海默病等痴呆疾病的可能性，马林说。
胰岛素在记忆形成、回忆、处理速度和突触功能方面也起着至关重要的作用，突触是使脑细胞之间进行交流的结构。
“如果大脑中胰岛素不足，这意味着不仅脑细胞可能会变得功能失调，而且它们之间的相互作用也可能出现问题，”马林说。“就像玩传话游戏一样，当大脑变得对胰岛素抵抗时，信息最终会丢失。”
长期以来，人们一直认为锻炼可以改善认知，但具体机制尚不清楚。过去的研究发现，高血糖会导致大脑回忆信息和学习新信息的能力下降。
马林表示，胰岛素由胰腺产生并到达大脑以执行其功能，在促进脑血流和神经元功能以支持认知方面起着核心作用。
“我们的研究表明，针对大脑胰岛素作用的疗法可能能够预防痴呆症，”马林说。
在一项新的研究中，马林和他的同事正在研究单次锻炼是否能增强鼻内胰岛素对老年人肥胖的认知健康的支撑作用，通过测量脑血流和神经元外泌体来进行评估。他们的未来计划是进行一项长期锻炼训练研究，评估大脑胰岛素敏感性的改善与老年人认知能力的关系。
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