多年来，研究人员已经发现运动与阿尔茨海默病等认知障碍的进展之间存在联系——但许多患者因身体条件限制无法增加活动量。一项新研究正试图找到一种方法，在无需实际运动的情况下模仿这些益处。
“我们知道运动对大脑有许多好处，并能对抗阿尔茨海默病，”资深作者Christiane Wrann（克里斯蒂安妮·兰恩）表示，她是麻省总医院心血管研究中心和哈佛医学院的医学助理教授。“与其让患者去运动，我们希望通过药理学手段激活这些分子通路，从而改善患者的认知功能。”
根据美国疾病控制与预防中心（CDC）的数据，美国约有670万成年人患有阿尔茨海默病，预计到2060年这一数字将翻倍。
Wrann指出，研究表明耐力运动（如步行）可以减缓阿尔茨海默病和痴呆症的认知衰退。2022年的一项研究发现，每天步行约4,000步可降低患阿尔茨海默病的风险25%，而每天步行10,000步则可降低风险50%。然而，年龄相关的虚弱及其他因素可能使认知能力下降的患者难以进行运动。
“对于能够运动的人，我总是鼓励他们去做，”她说，“但有很大一部分患者由于身体条件限制，无法达到从运动中获得所有益处的程度。”
正因为如此，Wrann的团队致力于研究运动在分子层面上如何影响我们的细胞。为此，研究人员使用了一种名为单核RNA测序的技术。她的团队从小鼠样本中提取海马体（大脑中对记忆和学习至关重要的区域，也是阿尔茨海默病早期受损的部分）的细胞进行分析。
“你可以取一块组织，它包含所有细胞，它们的位置和状态都保持不变，”她解释道。“然后通过这一过程，你可以检查每一个细胞。你会得到细胞内所有‘成分’的清单——即基因表达。”
研究人员随后比较健康大脑和阿尔茨海默病大脑，以更好地了解细胞如何相互作用并对运动作出反应。对照组小鼠和阿尔茨海默病小鼠都被安排进行有氧运动（跑轮运动），然后再采集样本。团队通过将其结果与大量人类阿尔茨海默病脑组织数据集进行比较，验证了他们的发现。
“我们不仅知道哪些细胞在相互交流以及它们说了什么，还知道阿尔茨海默病大脑中发生了什么，以及当它们接受运动刺激时会发生什么，”Wrann说。
具体而言，研究人员确定了一个关键代谢基因ATP5IF1（原文中的ATPPIF1应为ATP5IF1），它是减缓阿尔茨海默病进展的重要因素。该基因有助于在大脑中生成新的神经元——这种状态被称为神经可塑性，对学习和记忆至关重要。
“我们知道在阿尔茨海默病中，这个基因的活性会降低，但在运动后又得以恢复，”Wrann表示。“拥有这个基因可以帮助神经细胞在有害刺激下存活，促进它们增殖并形成突触。”
据Wrann介绍，下一步是将这些发现转化为治疗手段，这可能涉及在人体中使用基因疗法。
“在现代生物医学科学中，我们有许多方法可以调节这些基因的活性，”她说。“这是我们目前正在进行的工作的一部分——超越这项研究，找出最佳方法来改变这个基因的活性水平，并找到可以在人体中使用的候选药物。”
尽管像阿尔茨海默病这样的认知疾病可以从运动及相关基因刺激中受益，但Wrann强调，目前尚无治愈方法。
“有一件事非常明确，那就是疾病的发病时间会被推迟。因此，那些进行更多体力活动的人，要么不会患上痴呆症，要么发病时间更晚。一些研究也表明，认知衰退会有所减缓，”她说。“但如果已经进入完全痴呆阶段，情况就会变得更加复杂，因为此时参与运动计划的能力大大降低。”
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