李淑珍,鐘錦然,丁政,鄭國華
隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,人口壽命逐年延長,老齡人口比例逐年升高。據(jù)統(tǒng)計(jì),目前我國老年人占全國總?cè)丝诘?3.26%左右[1],表明我國已進(jìn)入老年化國家。而人體在衰老過程中產(chǎn)生的認(rèn)知功能減退會(huì)影響老年人的生活質(zhì)量,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)绊懫淙粘I頪2],將會(huì)給社會(huì)與家庭帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),有效預(yù)防老年人的認(rèn)知功能減退已成為人口老年化社會(huì)的戰(zhàn)略之一[3]。
有氧運(yùn)動(dòng)亦稱有氧代謝運(yùn)動(dòng)或耐力訓(xùn)練,是指人體在運(yùn)動(dòng)過程中攝入的氧氣與身體所需要的氧氣大體相當(dāng),并且運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低、持續(xù)時(shí)間長、有一定節(jié)奏,具有運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度低、方便易行等特點(diǎn)[4]。已有研究表明,無論是低強(qiáng)度還是高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)均能有效預(yù)防認(rèn)知功能減退[3],散步也對(duì)認(rèn)知功能具有保護(hù)作用[5]。認(rèn)知是大腦對(duì)外界事物的全面感知,認(rèn)知功能是大腦執(zhí)行高級(jí)活動(dòng)的功能,包括感知覺、注意、記憶、言語、思維、意識(shí)及情緒等[6],執(zhí)行功能、記憶力與注意力是認(rèn)知功能的集中體現(xiàn)。近年來,越來越多的中老年人選擇有氧運(yùn)動(dòng)作為日常的鍛煉方式。許多基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)證明運(yùn)動(dòng)在改善認(rèn)知功能方面具有一定的生理機(jī)制基礎(chǔ),同時(shí)大量的臨床研究表明有氧運(yùn)動(dòng)能改善中老年人的整體認(rèn)知功能[7-8]、執(zhí)行功能[9]、記憶功能[10-11]、注意功能[12-13],并增大海馬體積[14],表明有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年人的認(rèn)知功能減退具有預(yù)防作用。
運(yùn)動(dòng)改善認(rèn)知功能的潛在機(jī)制主要通過影響神經(jīng)系統(tǒng)的功能來實(shí)現(xiàn)。通過增加大腦區(qū)域的活動(dòng)[15],提高突觸可塑性、促進(jìn)神經(jīng)和血管的生成以及提高大腦神經(jīng)營養(yǎng)因子(Brain-Derived Neurotrophic Factor,BDNF)和生長因子的有效性來改善認(rèn)知功能[16-17],且與海馬神經(jīng)發(fā)生增強(qiáng)有關(guān)[18]。
腦老化是大腦組織的結(jié)構(gòu)、形態(tài)等隨著年紀(jì)增長而出現(xiàn)衰退老化的現(xiàn)象,并伴隨著一定的大腦高級(jí)功能障礙,而認(rèn)知功能衰退是腦老化的伴隨癥狀。腦的增齡性萎縮在形態(tài)上主要表現(xiàn)為腦回變窄、腦溝加寬、腦重量減輕[19]。而有研究表明,運(yùn)動(dòng)能夠增大額葉、枕葉、內(nèi)嗅和海馬區(qū)域的體積。
Erickson等[14]對(duì)299名平均年齡為78歲的正常老年人進(jìn)行體育活動(dòng)測(cè)評(píng)研究灰質(zhì)體積、體育活動(dòng)與認(rèn)知功能損害之間的關(guān)系,研究結(jié)果顯示,體育活動(dòng)越多,受試者額葉、枕葉、內(nèi)嗅和海馬區(qū)域的體積更大,灰質(zhì)體積更大的體育活動(dòng)者出現(xiàn)認(rèn)知損害的風(fēng)險(xiǎn)更低。Tseng等[20]的研究中,MRI結(jié)果表明長期的有氧運(yùn)動(dòng)可能減弱與視空間功能和運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)區(qū)域的大腦組織流失,且有利于執(zhí)行功能的改善。Makizako等[21]以91名社區(qū)MCI老年人作為試驗(yàn)對(duì)象,發(fā)現(xiàn)6min步行試驗(yàn)的表現(xiàn)與記憶功能呈正相關(guān)。Colcombe等[22]將60~79歲的社區(qū)志愿者隨機(jī)分配到有氧運(yùn)動(dòng)組和拉伸運(yùn)動(dòng)對(duì)照組。研究結(jié)果顯示,6個(gè)月的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練顯著增大了受試者的腦體積且灰質(zhì)和白質(zhì)區(qū)域都顯著增大。Erickson等[23]通過對(duì)120名老年人進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)持續(xù)的中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動(dòng)能增大前海馬體積,從而達(dá)到增強(qiáng)空間記憶功能的作用。Ten Brinke等[24]研究發(fā)現(xiàn)每周2次持續(xù)6個(gè)月的有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)左側(cè)、右側(cè)以及全部海馬體積具有顯著增大作用。
突觸是認(rèn)知的細(xì)胞和分子基礎(chǔ),突觸效應(yīng)增強(qiáng)是認(rèn)知形成的基礎(chǔ)。O'Callaghan等[25]發(fā)現(xiàn),經(jīng)過2周跑步機(jī)訓(xùn)練能促進(jìn)SD大鼠齒狀回顆粒細(xì)胞下層和內(nèi)外顆粒細(xì)胞層顆粒細(xì)胞樹突的生長,使其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜。海馬神經(jīng)發(fā)生與認(rèn)知功能關(guān)系密切,神經(jīng)發(fā)生增強(qiáng)能提高學(xué)習(xí)記憶功能,減弱則伴認(rèn)知功能下降。如前研究所述,運(yùn)動(dòng)能夠促進(jìn)海馬神經(jīng)的發(fā)生,改善認(rèn)知功能。Swain等[26]的研究證明成年鼠和老年鼠通過跑步鍛煉能夠促進(jìn)大腦脈管系統(tǒng)中新血管的生成。Pereira等[27]對(duì)參加3個(gè)月有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的受試者進(jìn)行MRI掃描發(fā)現(xiàn),其海馬齒狀回血流量明顯增加。
有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年人整體認(rèn)知功能的評(píng)估通常采用量表評(píng)估,包括簡易精神狀態(tài)量表(Minimum Mental State Examination,MMSE)和蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)、Mattis癡呆評(píng)定量表(Mattis Dementia Rating Scale,Mattis DRS)、阿爾茲海默癥評(píng)估量表認(rèn)知分量表(Alzheimer's Disease Assessment Scale-Cognitive subscale,ADAS-Cog)以及臨床癡呆量表(Clinical Dementia Rating,CDR)等。孫福立等[28]的研究綜合分析了橫向和縱向方法五項(xiàng)認(rèn)知測(cè)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明氣功鍛練對(duì)中老年人有提高認(rèn)知作業(yè)速度的作用。
Chan等[29]通過140名56歲以上的成年人研究運(yùn)動(dòng)習(xí)慣(參加心身運(yùn)動(dòng)、促進(jìn)心血管功能運(yùn)動(dòng)、兩種運(yùn)動(dòng)結(jié)合以及無規(guī)律運(yùn)動(dòng))與認(rèn)知功能的相關(guān)性,研究發(fā)現(xiàn)單獨(dú)進(jìn)行心身運(yùn)動(dòng)和促進(jìn)心血管功能運(yùn)動(dòng)的整體認(rèn)知功能相當(dāng),其Mattis DRS分?jǐn)?shù)顯著優(yōu)于無規(guī)律運(yùn)動(dòng)者。張楠楠等[30]通過研究參加太極拳鍛煉半年以上者和無體育鍛煉中老年人采用電腦多功能心理和注意力集中能力測(cè)定儀發(fā)現(xiàn),鍛煉組的平均反應(yīng)時(shí)間、注意力、協(xié)調(diào)技能、記憶力和表象能力均優(yōu)于對(duì)照組,且長時(shí)間鍛煉者優(yōu)于鍛煉時(shí)間較短者。Cancela等[7]將62名老年女性隨機(jī)分為水上運(yùn)動(dòng)加高強(qiáng)度力量訓(xùn)練組和水上運(yùn)動(dòng)加柔軟體操訓(xùn)練組,經(jīng)過每周5次連續(xù)5個(gè)月的訓(xùn)練,結(jié)果顯示2組的MMSE得分均顯著提高。Mortimer等[8]對(duì)120名老年人進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)持續(xù)40周的太極拳運(yùn)動(dòng)使老年人的Mattis DRS分?jǐn)?shù)顯著提高。
執(zhí)行功能是指產(chǎn)生和調(diào)節(jié)行為的神經(jīng)處理過程,包括選擇性注意、形成計(jì)劃、工作記憶、解決問題以及思維的靈活性[31]。常見的測(cè)試包括畫鐘試驗(yàn)(Clock Drawing Test,CDT)、斯特魯普測(cè)驗(yàn)(Stroop Test)、言語流暢性測(cè)試、連線測(cè)試(Trail Making Test,TMT)以及符號(hào)數(shù)字替換測(cè)試(Symbol Digit Substitution Test,SDST)。
Prakash等[32]比較研究參加瑜伽冥想運(yùn)動(dòng)者和無冥想者,發(fā)現(xiàn)10年以上的瑜伽鍛煉者在Stroop測(cè)試、連線測(cè)試以及字母刪除試驗(yàn)的結(jié)果顯著優(yōu)于對(duì)照組。此外,Tseng等[33]對(duì)進(jìn)行耐力運(yùn)動(dòng)15年以上的老年人和久坐老年人做研究,結(jié)果顯示長時(shí)間運(yùn)動(dòng)的人群的執(zhí)行功能、視空間能力以及工作記憶能力更好。Kara等[34]對(duì)45名老年女性進(jìn)行4個(gè)月的有氧運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練,通過Stroop測(cè)試顯示有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)執(zhí)行功能有明顯改善作用。Bakken等[35]將15名老年人隨機(jī)分為對(duì)照組和運(yùn)動(dòng)組,通過為期8周的鍛煉,結(jié)果顯示運(yùn)動(dòng)組在手指運(yùn)動(dòng)追蹤試驗(yàn)中表現(xiàn)明顯優(yōu)于對(duì)照組。Lavretsky等[36]發(fā)現(xiàn)持續(xù)參與10周、每周1次、每次2h的太極拳訓(xùn)練的老年人在連線測(cè)試A部分表現(xiàn)有改善。此外,Gothe等[37]對(duì)118名社區(qū)老年人采用瑜伽訓(xùn)練進(jìn)行8周的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn),結(jié)果顯示瑜伽訓(xùn)練對(duì)執(zhí)行功能有明顯的提高作用。
記憶是指獲得的信息或經(jīng)驗(yàn)在腦內(nèi)貯存和提取的神經(jīng)過程[38]。常見的記憶力測(cè)試包括韋氏記憶量表、數(shù)字廣度測(cè)試以及加州語言學(xué)習(xí)測(cè)試(California Verbal Learning Test,CVLT)和聽覺語言學(xué)習(xí)測(cè)試(Auditory Verbal Learning Test,AVLT)。Man[10]通過對(duì)175名受試者(包括42名太極拳鍛煉者,49名定期鍛煉者以及44名當(dāng)?shù)鼐用?研究發(fā)現(xiàn),持續(xù)3年以上、每周3次、每次45min的太極拳鍛煉使該組受試者在記憶力測(cè)試中的表現(xiàn)顯著優(yōu)于其他兩組。Taylor-Piliae[11]等對(duì)太極拳和西方運(yùn)動(dòng)的研究中,無論是在鍛煉6個(gè)月后還是12個(gè)月后,太極拳鍛煉者在數(shù)字廣度測(cè)試的表現(xiàn)顯著優(yōu)于西方運(yùn)動(dòng)組。
美國心理學(xué)家威廉·詹姆斯(William James)指出[39]:“注意是心理以清晰而又生動(dòng)的形式對(duì)同時(shí)存在的若干對(duì)象中的某些或連續(xù)的思維的一種占有,它的本質(zhì)是意識(shí)的聚焦和集中,意指離開某些事物以便有效地處理其他事物?!背R姷臋z測(cè)方法有Stroop測(cè)試和注意力集中測(cè)試儀。劉楠[12]的研究顯示,長期進(jìn)行健身氣功鍛煉的中老年女性,注意廣度測(cè)試的正確個(gè)數(shù)和正確率顯著高于對(duì)照組。此外,Kattenstroth等[13]對(duì)實(shí)驗(yàn)組老年人進(jìn)行持續(xù)6個(gè)月、每周1次的舞蹈課程訓(xùn)練,結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組的注意力顯著改善。
從以上有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)中老年人的研究中可以發(fā)現(xiàn),太極拳以及耐力訓(xùn)練等有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)健康中老年的整體認(rèn)知功能、執(zhí)行功能、記憶功能、注意功能有改善作用,并能一定程度上增加腦體積,表明有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)其認(rèn)知功能減退和腦老化具有一定的預(yù)防作用。此外,在文獻(xiàn)綜述過程發(fā)現(xiàn),研究一種特定運(yùn)動(dòng)與健康老年人認(rèn)知功能相關(guān)性的文獻(xiàn)較少,可靠性不強(qiáng),更多該方面的研究需要施行。目前,對(duì)于認(rèn)知功能的檢測(cè)大多采用量表,量表評(píng)價(jià)雖然成熟,但具有一定的主觀性,需大量投入與認(rèn)知相關(guān)的機(jī)制研究,探索更多客觀評(píng)價(jià)手段,如功能核磁共振成像、腦血流動(dòng)力學(xué)改變。最后,本文在篩選文獻(xiàn)進(jìn)行綜述的過程中發(fā)現(xiàn)存在的一些問題。首先在干預(yù)方式上,目前對(duì)有氧運(yùn)動(dòng)的研究主要局限在耐力訓(xùn)練、跑步機(jī)訓(xùn)練、舞蹈、散步或者氣功鍛煉,但有氧運(yùn)動(dòng)總類繁多,也提示今后研究者可以拓寬有氧運(yùn)動(dòng)的類型,為老年人鍛煉的多樣性提供依據(jù)。其次,在干預(yù)時(shí)間上,本文納入的縱向研究中有的干預(yù)時(shí)間從8周~1年不等,但大多數(shù)研究都小于半年,事實(shí)上運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知干預(yù)的產(chǎn)生影響應(yīng)該至少半年以上,故以后此類研究應(yīng)在干預(yù)時(shí)間設(shè)計(jì)上盡量延長,以期達(dá)到更好的效果。
總之,本文充分體現(xiàn)了有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)老年人認(rèn)知功能減退和腦老化的預(yù)防作用。同時(shí),需探索更多評(píng)價(jià)有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能影響的客觀手段,對(duì)特定運(yùn)動(dòng)類型需深入研究以便為老年人進(jìn)行有氧運(yùn)動(dòng)的安全性提供可靠依據(jù)。此外,需要更多設(shè)計(jì)良好、干預(yù)時(shí)間較長的大樣本隨機(jī)對(duì)照研究來證明有氧運(yùn)動(dòng)對(duì)認(rèn)知功能改善的有效性。
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