运动调控肌-脑交互中衰老疾病相关肌因子的系统综述

【作者】 王冰清； 王岑依； 陆阿明；

【机构】 苏州大学体育学院；

【摘要】 研究目的:当前老龄化速度快及程度不断加深的现状,使得老年人群生命安全与生活质量急需更多关注。骨骼肌与脑的功能减退受增龄影响相对较大,在老年人群中肌少症、认知功能障碍等肌-脑疾病多发,且大多相伴相随。肌因子是一种由骨骼肌分泌的的可溶性因子,研究发现运动可以促使骨骼肌产生并分泌肌因子,通过骨骼肌与脑的交互作用增强二者功能。运动调控肌因子通过肌-脑交互作用防治慢性疾病的研究揭示运动调控肌-脑疾病的可能机制与路径,然而由于运动方式的多样性,仍缺乏系统归纳。本文回顾近年来不同运动调控肌-脑疾病相关肌因子水平的研究,首次尝试较为系统地梳理与归纳运动调控肌因子在肌-脑疾病中的关键作用机制,观察运动周期、强度与频率,尝试总结较为合适的运动方案,以期为进一步理解运动调控肌-脑疾病作用机制与更好防治老年肌-脑疾病提供指导,同时为解释和阐明运动对于老年慢性疾病的作用机制提供理论参考。研究方法:采用文献资料法,以"myokine"、"myokines"、"exercise"、"training"、"physical activity"、"aging"、"brain"、"crosstalk"及其组合词作为关键词,于2022年7月至2023年2月对Web of Science、PubMed、EBSCO、OVID和中国知网上的相关文献进行检索。纳入标准:(1)以英文或中文发表;(2)与衰老疾病相关;(3)涉及BDNF、IGF-1、Irisin、CATB、IL-6、FGF21和VEGF中至少一种肌因子;(4)仅人或动物作为实验对象;(5)干预组干预形式为运动干预。排除标准:(1)非对照或实验性文章;(2)数据不全;(3)无完整摘要或文章内容;(4)非肌-脑交互相关文章。研究结果:(1)文献基本情况:从2941项研究中选取24项实验研究,涉及7种常见肌因子,包括脑源性神经营养因子(BDNF)、胰岛素样生长因子1(IGF-1)、组织蛋白酶B(CATB)、鸢尾素(Irisin)、白细胞介素6(IL-6)、血管内皮生长因子(VEGF)以及成纤维细胞生长因子21 (FGF-21),有多项研究同时涉及多种肌因子。基于文献数量随年份变化的可视化图表发现,运动对于大部分肌因子,尤其脑源性神经营养因子的研究增多,可能是由于肌-脑交互作用热点研究的影响。(2)研究特征:以人或动物为研究模型,涉及阿尔兹海默症、肌少症与代谢综合征等老年疾病。其中,4项研究涉及动物模型,包括大鼠(n=1 Wistar大鼠)和小鼠(n=2 C57BL/6小鼠,n=1 C57BL/6N Hcar1基因敲除和野生型小鼠)。涉及人类模型的研究中,4项全为男性,6项全为女性,其余男女均有。1项研究同时采用人类和动物作为模型。所纳入的研究中共采用五种不同类型运动,为有氧运动、抗阻运动、有氧联合抗阻运动、高强度间歇训练(HIIT)与高强度循环训练(HICT)。4项探讨了急性效应,干预时长采取一天到一周,其余干预时长为三周至一年,频率多为每周三次。(3)运动方式分析:运动促使骨骼肌分泌并释放肌因子,于身体不同部位发挥抗炎效应、营养神经、丰富血管、调节代谢等作用,促进机体健康,以防治老年慢性疾病。脑源性神经营养因子、胰岛素样生长因子1、鸢尾素等肌因子随血液进入循环,直接或间接改善脑功能、延缓脑衰老;此外,大脑支配并调节骨骼肌营养与血供、维持其正常生理活动,健康的脑可以使骨骼肌保持良好的生理状态,延缓衰老。二者相互作用,维持肌-脑健康。19篇涉及有氧运动干预肌因子表达的文献中,13篇选取每周三次的运动频率,且研究结果显示低-中强度有氧运动对肌因子表达的效果较好。5项研究涉及抗阻运动干预肌因子的水平变化,较为有效的运动方式为12周、每周两或三次,以低、中强度为主。有氧运动联合抗阻运动、高强度间歇训练与高强度循环训练影响肌因子水平的研究较少,且前者频率与周期的选择跨度较大,具体的运动方案尚无法归纳。此外,就老年人群而言,高强度间歇训练与高强度循环训练本身具有一定危险性,一般情况不推荐老年人采用。研究结论:运动类型、周期、强度以及频率的变化都可能对肌因子的表达产生影响。为期12周及以上,频率每周三次、低-中强度的有氧运动和为期12周、每周两至三次,以低、中强度为主的抗阻运动都对肌因子的表达有较好效果。然而,有氧联合抗阻运动与高强度间歇训练、高强度循环训练影响肌因子表达的研究较少,具体的运动处方尚不能确定,仍需未来更多实证研究。此外,老年人群安全问题亦须纳入考虑,相对于具有一定对抗性的抗阻运动,有氧运动对于老年人群来说更具安全性。因此,运动调控肌因子表达,通过肌-脑交互作用防治老年慢性疾病时,建议老年人群采取为期12周及以上、每周三次、低-中强度的有氧运动较为合适。有需要的老年人群也可结合个人兴趣情况选择为期12周、每周两至三次,以低、中强度为主的抗阻运动。更多还原