運(yùn)動(dòng)對(duì)阿爾茨海默病的影響

付紹婷

(華東師范大學(xué)體育與健康學(xué)院 上海 200241)

阿爾茨海默病是一種廣發(fā)于老年人的神經(jīng)退行性疾病,以進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙和記憶能力損傷為主要臨床癥狀,主要表現(xiàn)為大腦皮質(zhì)細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)原纏結(jié),細(xì)胞外老年斑和神經(jīng)細(xì)胞缺失。它不僅影響病人的生活質(zhì)量,而且給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。目前關(guān)于阿爾茨海默病的發(fā)病機(jī)制尚不明確,只是從不同角度提出了幾種假說(shuō),包括：β-淀粉樣蛋白毒性學(xué)說(shuō)、神經(jīng)元纖維纏結(jié)學(xué)說(shuō)、膽堿能損傷學(xué)說(shuō)、鈣平衡失調(diào)學(xué)說(shuō)等。近年來(lái)氧化應(yīng)激學(xué)說(shuō)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn),它與Aβ沉積學(xué)說(shuō)、tau蛋白理論、金屬離子中毒學(xué)說(shuō)［1］等均緊密相聯(lián)。研究表明,適宜的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以提高體內(nèi)SOD、CAT等抗氧化酶的活性,增強(qiáng)清除自由基的能力,預(yù)防和減緩阿爾茨海默病的發(fā)生和發(fā)展,因此運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可能是防止AD的一種潛在治療方法,本文在查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上分析了氧化應(yīng)激與AD以及運(yùn)動(dòng)對(duì)抗氧化能力的關(guān)系作闡述。

1 自由基與阿爾茨海默病

自由基是指外層軌道上含有不配對(duì)電子的原子、分子或原子團(tuán),這些未配對(duì)的電子具有獲取電子的傾向,因此它們的化學(xué)性質(zhì)活潑,反應(yīng)性極強(qiáng),可以和體內(nèi)一些物質(zhì)發(fā)生連鎖反應(yīng)導(dǎo)致生物膜破壞、生物分子交聯(lián)、滅活及一些生理和生化過程發(fā)生紊亂。正常生理情況下,機(jī)體內(nèi)存在著內(nèi)源性抗氧化系統(tǒng)維持著氧化還原的平衡。在腦老化的過程中,抗氧化能力下降,神經(jīng)元細(xì)胞膜上的不飽和脂肪酸被氧化,產(chǎn)生大量的自由基,包括超氧陰離子自由基(O2

-)、H2O2、脂質(zhì)過氧化物和羰自由基等[2],這些自由基會(huì)通過與Aβ、tau蛋白相互作用,促進(jìn)老年癡呆的形成。

1.1 自由基與A β

Aβ是AD患者的腦內(nèi)老年斑的主要成分,腦內(nèi)Aβ來(lái)源于其前體β淀粉樣蛋白(amyloid precursor protein,APP)的水解,有Aβ-40和Aβ-42兩種。VED CHAUHAN 等人[3]研究認(rèn)為ROS可以激活β分泌酶和γ分泌酶,APP通過淀粉樣蛋白途徑裂解,Aβ含量增多,Aβ可以產(chǎn)生自由基,自由基又可以進(jìn)一步促進(jìn)Aβ的聚集,形成惡性循環(huán),進(jìn)一步加重了阿爾茨海默病的發(fā)展。Butterfield DA等人[4]研究還發(fā)現(xiàn),Aβ的氧化阻斷了谷氨酸對(duì)谷氨酸轉(zhuǎn)移酶和谷氨酸合成酶興奮性毒性的調(diào)節(jié),導(dǎo)致Ca2+的動(dòng)態(tài)平衡紊亂,增加了自由基的生成,最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。

1.2 自由基與tau蛋白

神經(jīng)元纏結(jié)是AD的另一主要特征,主要成分是過度磷酸化的tau蛋白,主要存在于大腦新皮質(zhì)的錐體細(xì)胞及海馬區(qū)。Tau蛋白是人腦中正常存在的磷蛋白,位于軸索和神經(jīng)元胞體中,在相同的微管中間形成橫橋,并與其它細(xì)胞骨架系統(tǒng)一起保證細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸,故又稱為微管相關(guān)蛋白。當(dāng)tau蛋白高度磷酸化時(shí),就會(huì)喪失與微管的結(jié)合能力,破壞細(xì)胞骨架穩(wěn)定,導(dǎo)致分子間廣泛交叉聚集形成雙螺旋纖維(PHF),PHF是神經(jīng)元纏結(jié)的主要組成成分。體內(nèi)tau蛋白的磷酸化程度受蛋白激酶和磷酸激酶的調(diào)節(jié),ROS可以導(dǎo)致體內(nèi)鈣離子穩(wěn)態(tài)失調(diào),大量?jī)?nèi)流的Ca2+激活鈣依賴性蛋白激酶及鈣調(diào)蛋白激酶,促進(jìn)Tau蛋白異常磷酸化。此外,ROS又可通過抑制能量代謝代償性激活糖原合成激酶-3β(GSK-3β)代償性激活,進(jìn)一步加重tau蛋白的磷酸化。

2 不同方式的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練對(duì)抗氧化酶的影響

2.1 耐力訓(xùn)練對(duì)抗氧化酶的影響

研究表明,雖然運(yùn)動(dòng)過程中交感神經(jīng)興奮,刺激機(jī)體的耗氧量增加,ROS的釋放增多,氧化應(yīng)激加重,上調(diào)抗氧化防御系統(tǒng)的防御能力,但是長(zhǎng)時(shí)間的耐力訓(xùn)練可以使機(jī)體的抗氧化系統(tǒng)產(chǎn)生適應(yīng)性變化,減少氧化損傷。Hyun等[5]研究發(fā)現(xiàn),長(zhǎng)時(shí)間的耐力訓(xùn)練促進(jìn)葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-1(GLUT-1)和腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)等蛋白質(zhì)的表達(dá)增加,誘導(dǎo)包括超氧化物岐化酶-1(SOD-1)、過氧化酶(CAT)和Bc-l 2的基因表達(dá),增強(qiáng)機(jī)體抗氧化能力,使神經(jīng)元免受氧化應(yīng)激及興奮毒性腦損傷,預(yù)防和延緩AD發(fā)生。Yea-Huyn Leem等人[6]研究發(fā)現(xiàn),3個(gè)月的跑臺(tái)有氧運(yùn)動(dòng)后,Tg/htau23轉(zhuǎn)基因小鼠總的SOD和過氧化氫酶的活性上升了。運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練產(chǎn)生的這種適應(yīng)性變化與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度有關(guān),適宜的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度可以增加抗氧化酶的含量和活性,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過大會(huì)產(chǎn)生相反的效果,姚軍成[7]等人對(duì)雄性SD大鼠研究發(fā)現(xiàn),一般負(fù)荷的游泳訓(xùn)練可以提高大腦內(nèi)SOD含量,過度負(fù)荷的刺激反而降低了大腦內(nèi)的SOD含量。

2.2 抗阻訓(xùn)練對(duì)抗氧化能力的影響

抗阻訓(xùn)練是指完全依靠力量克服一定外界阻力的運(yùn)動(dòng),阻力可來(lái)自他人、自身、重力、專門器械、杠鈴、啞鈴、彈簧、彈力帶等,是增強(qiáng)肌肉力量和耐力的練習(xí)方式。近來(lái)研究發(fā)現(xiàn),跟耐力訓(xùn)練一樣,都可以提高機(jī)體的抗氧化能力,王立豐[8]等人對(duì)SAMP8雄性小鼠研究發(fā)現(xiàn),抗阻訓(xùn)練可以提高總SOD、CAT抗氧化酶的活性,減緩氧化損傷,李海鵬[9]等人研究亦發(fā)現(xiàn),8周的爬梯運(yùn)動(dòng)雖然未能減少氧化損傷,也提高了T-AOC、SOD、CAT的活性。

綜上所述,抗阻和耐力訓(xùn)練都可以提高機(jī)體的抗氧化能力,增強(qiáng)機(jī)體清處自由基的能力,改善學(xué)習(xí)記憶能力,延緩阿爾茨海默病的發(fā)生和發(fā)展。但運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度要適宜,運(yùn)動(dòng)負(fù)荷過大將會(huì)產(chǎn)生相反的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

阿爾茨海默病是一種多發(fā)生在老年,以進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶力損傷為主要臨床癥狀的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,不僅嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,而且給家庭和社會(huì)帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)。隨著世界人口趨向老齡化,阿爾茨海默病患者越來(lái)越多,已經(jīng)成為現(xiàn)在醫(yī)學(xué)亟待解決的問題之一。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),腦內(nèi)過量的自由基可以通過不同的途徑導(dǎo)致老年性癡呆,與Aβ毒性,tau蛋白磷酸化導(dǎo)致的神經(jīng)元纏結(jié)有密切關(guān)系,而適宜的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可以提高機(jī)體的抗氧化酶活性,增強(qiáng)機(jī)體清處自由基的能力,對(duì)阿爾茨海默病有一定的緩解作用,可是具體的機(jī)制還不是很清楚,需要進(jìn)一步研究。

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