運動干預影響老年人認知功能的研究進展

運動干預影響老年人認知功能的研究進展

劉夢姣1曾慧

(中南大學湘雅護理學院，湖南長沙410013)

關鍵詞〔〕認知功能；運動干預

中圖分類號〔〕R592〔文獻標識碼〕A〔

基金項目：中南大學研究生自主探索創(chuàng)新課題(2013zzts303)

通訊作者：曾慧(1966-)，女，教授，博士，碩士生導師，主要從事老年心理及護理研究。

1中南大學湘雅二醫(yī)院護理部

第一作者：劉夢姣(1989-)，女，碩士，主要從事老年心理及護理研究。

正常老年人隨著年齡的增長其軀體功能、認知功能有不同程度的減退。認知功能的衰退對老年人的日常生活產(chǎn)生一定程度的影響，尤其是老年期癡呆。適當?shù)倪\動干預，有望改善老年人的神經(jīng)退行性癥狀，延緩神經(jīng)退行性癥狀的發(fā)生過程，有較好的應用前景〔1〕。本文就運動干預影響老年人認知功能的最新研究進展進行綜述。

1運動干預方面的因素

運動能促進肢體血管擴張，促進血流動力學的改善，糾正神經(jīng)電生理的異常，提高中樞神經(jīng)系統(tǒng)的適應性改變。運動干預改善老年人認知功能的作用依賴于運動任務的復雜性和伴隨的認知需求程度。長期運動鍛煉，與認知功能的潛在作用關系集中在老化功能鍛煉、生活技能訓練上〔2〕。適當?shù)倪\動訓練對老年人認知功能有著重要的作用。

1.1運動形式根據(jù)運動時肌肉收縮的能量來自有氧代謝還是無氧代謝，可以將運動分為有氧運動和無氧運動。有氧訓練是指機體在氧氣充分供應的情況下進行的訓練，是身體大肌肉群從事連續(xù)的、有節(jié)奏的且能夠持續(xù)較長時間的活動?？棺栌柧毷橇α坑柧毜囊环N形式，力量訓練是通過多次多組有節(jié)奏的負重練習達到改善肌肉群力量、耐力和形狀的運動方式〔3，4〕，力量訓練主要是無氧運動。

Lam等〔5〕將389名有認知功能下降危險的老年人隨機分為兩組，24式簡易太極拳組和伸展運動組，在基線水平、5、9、12個月后分別測量兩組認知功能和平衡功能。1年后的結果顯示，有助于平衡能力維持的太極拳運動組認知功能下降的程度明顯小于伸展運動組，這表明規(guī)律運動特別是結合認知負荷和協(xié)調(diào)能力的身心鍛煉對老年人認知功能有保護作用。Pichierri等〔6〕將社區(qū)老年人分為四組，日常照護組和抗阻訓練組、平衡功能鍛煉組和跳舞毯運動組，分別記錄基線、12 w后的單一和雙重任務下的自主步態(tài)功能。結果顯示運動干預組在雙重任務下，邁步和退步的激發(fā)時間明顯縮短。Kim等〔7〕探究拍手、握拳松拳、雙手連續(xù)手指反轉對大腦皮質激活的影響，對14名認知功能正常的老年人進行功能磁共振成像顯示運動系統(tǒng)區(qū)、前運動區(qū)、前額葉皮層的變化。結果表明拍手運動對整個大腦功能反應區(qū)影響最大。其中拍手運動對運動系統(tǒng)區(qū)、前運動系統(tǒng)區(qū)改變較大，雙手連續(xù)手指反轉對前額葉區(qū)改變較大。張新安等〔8〕將無健身運動項目的老年群體63人分為游泳組和對照組。游泳組接受12個月連續(xù)的干預，分別在基線、干預后6、9、12個月進行事件相關電位P300測試和老年人認知功能量表評估。與對照組比較，干預9個月后游泳運動組P300電位測試潛伏期及反應時間明顯縮短，認知量表得分較干預前明顯降低，且優(yōu)于對照組。游泳是一種平行的運動，不僅能改善心臟對全身尤其是大腦的血液供應和改善腦組織的血液循環(huán)，并且有利于認知功能的調(diào)整，可以改善思維的敏捷性和身體的靈活性，進而延緩腦神經(jīng)的衰老過程。

1.2運動強度運動強度是衡量運動消耗能量的重要指標之一，運動強度劃分指標一般可分為物理負荷強度、生理負荷強度和主觀感覺強度(RPE等級)。生理負荷強度指標有多種比如心率儲備率、最大心率、最大心輸出量、最大攝氧量、乳酸閾值、腎上腺素閾值、最大通氣量等〔9〕。心率結合RPE值測試是最常用而又簡易的方法。根據(jù)美國體育醫(yī)學院發(fā)布的指南〔10〕運動強度可分為極輕度、輕度、中度、重度、極重度，即運動時的心率分別維持在最大心率的50%以下、50%~63%、64%~76%、77%~93%、93%以上。

Davey〔11〕最先提出短期運動-認知功能交互作用理論基礎，他將運動作為一個應激源，運動與認知間的相互作用是一個倒U形的關系。他提出中等強度的運動訓練較之輕度和重度運動訓練，對認知功能的改善最明顯。中等強度運動訓練可以改善信息處理的速度、回憶及注意力。隨后Dietrich等〔12〕提出遲發(fā)型激發(fā)運動-認知交互理論。該理論也認為運動與認知間的相互作用為一個倒U形的關系，但是他們提出如果能合理地對具體的運動任務分配認知負荷，較低水平的運動刺激能使認知功能達到較好的狀態(tài)。而過高水平的運動刺激因干擾了神經(jīng)元的穩(wěn)態(tài)，則無法維持、改善認知功能。

Baker等〔13〕將33例遺忘型輕度認知功能障礙的老年人隨機分為高強度有氧運動組和伸展運動組。有氧運動組在健身教練的督導下，完成為期6個月，4次/w、45~60 min/次的鍛煉，其運動時的心率儲備值維持在75%~85%，而伸展運動組在同樣的督導下做伸展運動，其運動時的心率儲備值維持在50%以下。分別在基線、3、6個月后做認知功能檢測和糖代謝等。結果發(fā)現(xiàn)為期6個月的高強度有氧運動訓練使老年女性多種類型的認知執(zhí)行功能得到改善。 Theurel等〔14〕記錄了10名騎車鍛煉身體的老年人攝氧量、心率、腿伸肌電子肌肉描記、鍛煉前后評價其認知功能。分析結果顯示電動自行車鍛煉組平均攝氧量、心率明顯低于腳踏車組，完成郵件分類任務的時間也明顯短于傳統(tǒng)腳踏車組，這可能是因為電動車減輕了肌肉勞損和心理壓力從而提高他們的工作效率。當運動強度過大，造成運動性疲勞，可能伴隨著學習記憶能力的下降，運動性疲勞影響谷氨酸/氨基丁酸(GLU/GAB3A)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，進而影響學習記憶改變、注意、記憶、感知覺能力下降〔15〕。運動強度是運動處方中重要的一方面，關系到鍛煉的效果，中等強度的運動對老年人認知功能的維持和改善的作用最明顯。

1.3運動頻率適當?shù)倪\動頻率也是運動訓練影響認知功能的一個重要方面。Costa等〔16〕對大鼠進行為期4 w的中等強度的跑臺運動，分為4個不同頻率的運動干預組，分別0次/w，1次/w，3次/w，7次/w。干預前后評估大鼠的負性事件記憶和再認記憶力。結果顯示1次/w的跑臺運動能改善與年齡相關的記憶功能，卻使大鼠在抑制逃避任務的表現(xiàn)受損。而其他頻率的跑臺運動能改善評估大鼠的負性事件記憶但對再認記憶力沒有作用。Knab等〔17〕對998名成人進行研究，探討有氧運動頻率和神經(jīng)認知功能、心理精神狀態(tài)、生活質量、感知到的壓力的關系。調(diào)整人口學因素和生活方式因素后，發(fā)現(xiàn)運動頻率與5種類型的認知功能都沒有相關性。但是心理精神狀態(tài)、生活質量、感知到的壓力與有氧運動的頻率呈顯著的相關性。

可見，運動頻率對老年認知功能的影響沒有統(tǒng)一的定律，2007年美國運動醫(yī)學會和美國心臟協(xié)會最先發(fā)布了改善和維持老年人身體健康的運動指南。一般來講5 d/w的30 min的中等強度的有氧運動，有益于其身心健康。此外力量訓練、柔軟度訓練每周也應做2次以上、每次不少于10 min。

1.4運動時間早年開始運動能夠有效減緩增齡相關的認知功能下降。Nemati等〔18〕對273名老年人進行調(diào)查，分為從不運動組和運動組。其中運動組又細分為有2~10年非專業(yè)運動組和專業(yè)運動組(參加過運動俱樂部或者運動年限>10年)，結果顯示男性簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)得分男性顯著高于女性，運動組MMSE得分高于不運動組，而專業(yè)運動組與非專業(yè)運動組的MMSE得分差異無統(tǒng)計學意義。美國衛(wèi)生與公眾服務健康指南〔19〕指示，每周150 min的中度運動訓練是認知功能下降、心血管健康的保護因素。他們發(fā)現(xiàn)成年人每周中等強度運動的時間<2 h或高強度運動時間<1 h，這種生活方式持續(xù)30年以上的認知功能下降速度快。

1.5運動干預結合其他干預措施目前學者們也在探討運動干預結合其他干預措施對老年認知功能的影響，動物實驗方面，Langdon等〔20〕探討聯(lián)合運動訓練(自主跑輪運動)和認知訓練(八臂迷宮)對認知功能的影響。將57只雄性大白鼠隨機分為運動訓練組、認知訓練組、運動訓練結合認知訓練組、對照組。結果顯示，運動訓練結合認知訓練組學習、記憶能力的改善均好于單獨的運動訓練或認知訓練組。

Anderson-Hanley等〔21〕認為，同樣的努力下，固定循環(huán)的虛擬實境旅游較之于普通體育鍛煉能夠更好地改善認知功能，這提示認知和體育同步鍛煉在預防認知功能下降方面有很大的潛力。認知功能訓練有助于改善記憶和語言功能，作為非藥物干預的方法可廣泛推廣使用。

從上看出，運動干預結合認知訓練屬于不同性質的干預措施的聯(lián)合，對老年認知功能的影響有疊加作用。

2認知功能評估的類型

大量資料表明與年齡有關的認知老化主要反映在記憶力、學習能力、語言表達能力、視覺、空間功能、注意力、心理速度和一些“執(zhí)行功能”(如推理、抽象心理靈活性)等的下降〔22〕。運動訓練影響老年認知功能，但研究中使用的認知功能評估工具不同，對評價的效果可能不一。認知功能的輔助檢查包括實驗室檢測和神經(jīng)心理測驗。目前用于認知功能評估的實驗室檢查有神經(jīng)電生理檢查、神經(jīng)影像學檢測、生化指標等〔23〕。老年認知功能的評估主要包括傳統(tǒng)的癡呆篩查工具、聯(lián)合使用篩查工具、采用綜合的認知功能篩查工具、編制輕度認知障礙(MCI)專用工具、研制成套的老年認知功能神經(jīng)心理測驗、在著名相關測驗內(nèi)部結構上增加認知功能測查的比重等。

Mortimer等〔24〕從聽覺語言學習、語言流利度、馬蒂斯癡呆量表評分對社區(qū)老年人的認知功能進行評估，發(fā)現(xiàn)太極運動組在20 w后、40 w后磁共振成像顯示腦容積增大，測驗成績優(yōu)于散步組、社會交際組和對照組。林曉莉等〔25〕采用簡易智力狀態(tài)量表、中文版癡呆心境評估量表對老年癡呆患者在進行了小組活動套餐后評估其認知與心理功能的改變，結果發(fā)現(xiàn)，小組活動套餐項目可維持老年期癡呆患者的認知功能、改善心境狀況。

不同的認知評估工具有其自身的運用特點和評估具體認知功能類型的側重點，在認知功能神經(jīng)心理學檢測的基礎上，加上適當?shù)膶嶒炇覚z查，能夠更準確、客觀地評價運動干預對老年人認知的影響情況。

綜上，適當?shù)倪\動訓練是老年認知功能的保護因素。與運動個體的年齡、健康狀況和運動素質相適配的運動訓練能引起機體適應性的功能反應，并可通過適宜的運動訓練維護進而改善老年人的認知功能。因此，早期進行適當?shù)倪\動訓練，對延緩老年人認知功能減退、預防MCI發(fā)生、提高老年人生活質量意義重大。

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〔2013-10-21修回〕

(編輯安冉冉/張慧)