鍛練腿部 打造健康的大腦和神經系統

研究人員表示,神經健康建構了一種與我們的肌肉和世界間的互動關係,這是對運動的一種新觀點,即「使用它,否則將失去它」。體壇有句『用進廢退』俗語。研究指出,我們肌肉與外部世界的交互決定了大腦神經系統健康。一項新的研究指出,腿部鍛練,尤其是負重運動(weight-bearing exercise)會向大腦發出生成健康神經細胞的重要信號。這項突破性研究徹底改變了大腦和神經系統醫學,為醫生提供了新的線索,說明運動神經元疾病(motor neuron disease )、多發性硬化症(multiple sclerosis)、脊髓性肌肉萎縮症(spinal muscular atrophy)和其他神經系統疾病患者,為什麼不運動時,病情往往會快速惡化。

這份發表在《神經科學新域期刊》(Frontiers in Human Neuroscience的開創性研究指出,神經系統的健康,取決於大腿肌肉向大腦發出的眾多信號,就像大腦向肌肉發出的指令一樣。

義大利米蘭大學(Università degli Studi di Milano)的拉法埃拉·阿達米(Raffaella Adami)博士說:「我們的研究支持了這個觀念,即那些無法進行負重運動者,例如臥床患者,甚至是長途旅行的太空人,不僅喪失了肌肉量(muscle mass),連體內的細胞身化學成分也會改變,神經系統受到傷害。」

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該研究在為期28天的試驗時間中,限制小老鼠的後腿活動,僅允許活動前腿。小老鼠繼續正常進食和清理身體,沒有顯現出壓力。在試驗結束時,研究人員檢查了小老鼠大腦中稱為腦室下區(subventricular zone),這是許多哺乳動物維持神經細胞健康的重要區域,同時也是神經幹細胞產生新神經元的區域。

相較於可自由活動的對照組小鼠,限制肢體活動使得小鼠神經幹細胞的數量減少了70%。此外,當運動量嚴重減少時,神經元和寡樹突膠質細胞(oligodendrocytes,是一種支持和隔離神經細胞的特殊細胞)也無法發育成熟。

該研究也顯示,活動腿部,尤其是負重運動,會向大腦發出生成健康神經細胞的重要信號,這些細胞對大腦和神經系統是不可或缺的。缺乏運動會使身體難以產生新的神經細胞,它們能幫我們處理生活中的壓力與挑戰。

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阿達米說:「人們應該活動這件事並非偶然,舉凡走路、跑步、蹲坐、用腿部肌肉抬起東西。健康的神經系統不是一條單向道,僅由大腦向肌肉發布抬起、走路等等的指令。」

研究人員通過深入分析個別細胞,發現缺乏運動會降低體內含氧量,從而產生厭氧環境並改變新陳代謝。減少運動似乎也會影響兩個基因,其中一個基因CDK5Rap1對線粒體的健康非常重要。這個「細胞發電站」會釋放供身體使用的能量。這代表我們的身體裡有另一個反饋迴路。

這些結果揭示了幾個重要的健康問題,包括久坐不動的生活方式對心血管疾病,到脊髓性肌肉萎縮症(SMA)、多發性硬化症(multiple sclerosis)和運動神經元等破壞性疾病的影響。

研究共同作者米蘭大學(UniversitàdegliStudi di Milano)的丹尼爾·博塔伊(Daniele Bottai)博士說:「自2004年以來我就開始對神經系統疾病感興趣。我問自己,這些疾病是脊髓損傷引起的,或是SMA基因變異的結果,還是運動不足加劇了這種疾病?」

這項研究證明了運動的重要性和一系列廣泛的潛在影響。研究人員表示,例如被送入太空數月甚至數年的太空人,也應牢記重力和重量負荷運動(weight-bearing exercise)在維持身體健康上發揮著重要的作用。

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