记忆生物标志物证实有氧运动有助于老年人的认知功能

能够测量运动对与AD风险相关的系统性生物标志物的影响，并将其与关键代谢组学改变联系起来，可以进一步预防、监测和治疗。然而，能够测量运动对大脑功能的影响以及与相关代谢反应联系的系统性生物标志物尚缺乏。

为了解决这个问题，佛罗里达大西洋大学施密特医学院和大脑研究所的Henriette van Praag博士和威斯康星大学麦迪逊分校医学院的Ozioma Okonkwo博士及其合作者测试了三个与学习和记忆有关的特定生物标记物的假设，老年人在运动训练后会增加，并与大脑健康的认知和代谢组学标志物相关。

他们检查了肌素组织蛋白酶B (CTSB)、脑源性神经营养因子(BDNF)和klotho，以及代谢组学，这些方法已越来越多地用于了解可能受AD影响的生化途径。

研究人员对参加威斯康星大学“有氧运动与认知健康(REACH)试点研究”(NCT02384993)的23名无症状中年晚期成年人的血液样本进行了代谢组学分析，这些人具有AD的家族和遗传风险(平均年龄65岁，50%女性)。

参与者被分为两组:常规体育活动(UPA)和增强体育活动(EPA)。EPA组接受了26周有监督的跑步机训练。在基线和26周后采集两组患者的血液样本。

研究结果发表在该杂志上内分泌学前沿的研究表明，有AD风险的老年人在进行了26周的结构化有氧运动训练后，血浆CTSB水平有所上升。言语学习和记忆与CTSB的变化呈正相关，但与BDNF或klotho无关。目前CTSB与语言学习和记忆之间的相关性表明，在有痴呆症风险的人群中，CTSB可能是锻炼后与海马功能相关的认知变化的一个有用的标记。

血浆BDNF水平下降与代谢组学变化相关，包括神经酰胺、鞘磷脂和磷脂的减少，以及肠道微生物组代谢物和氧化还原稳态的变化。事实上，与AD相关的多种脂质代谢物被运动以一种可能具有神经保护作用的方式改变了。血清klotho没有变化，但与心肺健康相关。

“我们的研究结果将CTSB, BDNF和klotho定位为评估生活方式干预对大脑功能影响的运动生物标志物，”范·普拉格说，他是通讯作者，FAU施密特医学院生物医学副教授，FAU大脑研究所和FAU人类健康与疾病干预研究所(I-HEALTH)的成员。

“人类研究通常使用昂贵和低通量的脑成像分析，这对于大规模的人群研究是不实际的。能够快速、低成本测量运动干预对阿尔茨海默病相关结果影响的系统性生物标志物，可用于告知疾病进展，并开发新的治疗靶点。”

CTSB是一种溶酶体酶，在运动后由肌肉分泌进入循环，与记忆功能和成人海马神经发生有关。有认知障碍的老年人血清和脑CTSB水平较低。

BDNF是一种蛋白质，在啮齿动物的海马和皮层中通过跑步上调，对成人神经发生、突触可塑性和记忆功能很重要。

Klotho是一种循环蛋白，可以增强认知和突触功能，并与神经退行性疾病的恢复力有关，可能通过支持负责记忆和学习的大脑结构。

van Praag说:“CTSB和认知之间的正相关，以及与痴呆症有关的脂质代谢物的实质性调节，支持了运动训练对无症状阿尔茨海默病风险个体的脑功能和脑健康的有益作用。”

这项研究的共同第一作者是威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员和运动生理学家朱利安·盖坦(Julian M. Gaitan);Hyo Youl Moon，博士，首尔国立大学教员;共同作者Matthew Stremlau博士，国家老龄化研究所，美国国立卫生研究院;教职员工:加州大学旧金山分校医学博士Dena B. Dubal教授;以及威斯康辛大学麦迪逊教育学院的戴恩·b·库克博士。

资助:这项工作得到了阿尔茨海默病协会(NIRGD-305257)、Extendicare基金会和美国国立卫生研究院(K23 AG045957、R01AG027161、P50 AG033514和UL1RR025011)的资助。这项工作也得到了NIA校内研究计划、FAU脑研究所、木星生命科学计划和佛罗里达系的部分支持卫生部的埃德和埃塞尔·摩尔阿尔茨海默病研究项目。