有氧运动对帕金森疾病神经反应抑制的改善机制及方法探讨.pdf

运动人体科学2023年(第13卷)第19期当代体育科技(Contemporary Sports Technology)有氧运动对帕金森疾病神经反应抑制的改善机制及方法探讨宋寅平 张璐璐(西安翻译学院体育学院 陕西西安 710105)摘 要：帕金森病是一种进行性的神经退行性疾病，并且不可治愈，与年龄增加呈正相关。帕金森病的病理特征是黑质致密部多巴胺神经元的丢失，并伴有不同脑区神经元中的丝状蛋白包涵体出现，即路易小体，路易小体主要由-突触核蛋白的寡聚沉积形成。黑质致密部神经元的丧失导致纹状体多巴胺含量降低，伴随而来的是经典的运动障碍，同时伴随非多巴胺能神经元在疾病中的演化，导致多巴胺抵抗症状。运动干预后帕金森患者额叶顶叶区域的激活增加。额叶皮层容易受到运动诱导的可塑性的影响，这可能是减缓大脑衰老进程的一种方式。有氧运动作为慢性病医疗管理的核心组成部分，针对帕金森疾病，运动训练可作为辅助治疗手段，有氧运动不仅能提高皮质纹状体的可塑性，还能增加多巴胺的释放。近年来，有氧运动已在帕金森疾病的辅助治疗中得到应用。关键词：有氧运动 帕金森 神经反应抑制 多巴胺中图分类号：G80-05 文献标识码：A文章编号：2095-2813(2023)19-0031-04Discussion on the Improvement Mechanism and Methods of Aerobic Exercise on the Inhibition of Neural Response in Parkinsons DiseaseSONG Yinping ZHANG Lulu(School of Physical Education,Xian Fanyi University,Xian,Shaanxi Province,710105 China)Abstract:Parkinsons disease is a progressive neurodegenerative disease and is not curable,and it is positively correlated with increasing age.The pathological feature of Parkinsons disease is the loss of dopamine neurons in the dense substantia nigra,accompanied by the appearance of filamentous protein inclusion bodies in neurons of different brain regions,known as Lewy bodies,which are formed mainly by oligomeric deposits of-synuclein.The loss of neurons in the dense substantia nigra leads to a decrease in striatal dopamine content,accompanied by classical dyskinesia and the evolution of non-dopaminergic neurons in the disease,and leads to dopamine-resistant symptoms.The activation in frontoparietal regions of Parkinsons patients increases after exercise intervention.The frontal cortex is susceptible to exercise-induced plasticity,which may be a way to slow down the aging process in the brain.Aerobic exercise is a core component of medical management of chronic diseases,and exercise training can be used as an adjunctive therapy for Parkinsons disease.Aerobic exercise can not only improve the plasticity of cortical striatum,but also increase the release of dopamine.In recent years,aerobic exercise has been used in the adjunctive treatment of Parkinsons diseaseDOI：10.16655/ki.2095-2813.2303-1579-1419基金项目：陕西省体育局常规课题（项目名称：关于运动提升帕金森病患者反应抑制控制的神经生理机制的干预研究，项目编号：2022052）；陕西省自然科学基础研究计划项目（项目名称：有氧运动调控PERK/elF-2介导的肺动脉平滑肌增殖的机制研究，项目编号：S2023-JC-QN-2540）。作者简介：宋寅平（1986），女，硕士，助教，研究方向为运动医学。31当代体育科技(Contemporary Sports Technology)2023年(第13卷)第19期运动人体科学Key Words:Aerobic exercise;Parkinson;Neural response inhibition;Dopamine帕金森疾病属于神经退行性疾病，其病理变化是由于中脑黑质致密部中含有黑色素多巴胺能神经元变性和缺失所导致的，残存的神经元胞质内出现以聚集化的-突触核蛋白为主要成分的小体，这类疾病易发于中老年人，主要表现有：运动迟缓、肌强直、静止性震颤、姿势步态异常等症状1。目前认为帕金森发病机制与基因、环境、炎症、感染、缺血缺氧、多巴胺神经元损伤、线粒体功能障碍等因素有关，与脑黑质多巴胺能神经元炎症、胶质改变有关。研究表明，有氧运动对帕金森的运动状态和非运动状态均产生有益影响2。有氧运动通过抑制氧化应激，修复线粒体损伤，促进生长因子的产生，从而改善帕金森病情3。有氧运动通过有氧代谢引起能量消耗，进而引起代谢产物的增加。这种能量的摄取可调节身体内多种生理过程，是全身运动及机体各种营养物质生产、代谢和循环废物与有害物质排出体外的最主要途径。可增加脑内多巴胺含量，提高脑细胞的内含量。而且有氧运动能够增强体内细胞膜通透性，减少活性氧导致的神经细胞受损及氧化应激，抑制多巴胺和神经递质释放，减少机体氧化应激所带来的伤害。通过干预可以有效改善帕金森疾病患者脑内神经系统反应抑制。1 帕金森疾病与神经免疫 免疫抑制可导致机体对多巴胺神经元及帕金森神经元发生损害并诱发各种相应临床症状及影响多巴胺递质传递过程，最终导致帕金森病的发作。1.1 有氧运动对脑神经的反应抑制作用帕金森疾病患者大脑中的多巴胺受体及其受体上的突触后神经递质减少，从而导致脑内神经元损伤。有氧运动能够通过抑制突触后神经递质来改善帕金森疾病患者脑内神经反应。研究表明，有氧运动能有效影响到人体中枢神经系统中的脑细胞与神经元之间的正常生理代谢环境，同时也影响机体的血液、神经和内分泌通路，从而影响其功能。运动过程中释放大量脑内多巴胺等化学物质以维持细胞的正常生理功能及其他生理活动，所以适量的有氧运动干预可以有效改善帕金森疾病患者神经反应抑制。1.2 神经组织破坏对免疫功能的影响帕金森病的病变是在神经组织被破坏之后，免疫功能受到影响。研究发现，脑细胞黑质和多巴胺神经元的减少会出现在帕金森病患者的身上，而控制黑质多巴胺能神经元和小胶质细胞的激活和异常释放，会导致其神经元死亡。这种情况会导致帕金森病患者表现出不同于正常人的运动异常症状，如运动迟缓、肌肉僵直、关节僵硬等4。1.3 多巴胺递质的变化有研究发现，中脑及大脑皮质中的多巴胺能神经元表达减少，并且细胞周期紊乱，异常的生长因子的产生也导致了神经细胞的代谢功能减退，使其发生变性和死亡。然而，中脑及大脑皮质中也有一些与多巴胺释放密切相关的信号，这些信号很有可能与神经元的疾病有关，也提示其中存在内源性多巴胺递质的变化5。这种不同程度的神经内分泌紊乱现象，即多巴胺递质异常。2 有氧运动对帕金森疾病影响的潜在机制 研究表明，帕金森病患者的黑质致密带铁离子在增加时铁蛋白浓度也会发生改变，家族性帕金森病可能是铁蛋白基因突变导致的，这是因为多巴胺代谢产物所产生的过氧化氢会与铁发生反应生成氢氧自由基6-7。因此，帕金森病患者的多巴胺含量就会有所减少，会产生更多的过氧化氢，最终导致氢氧自由基的含量也不断增加，对多巴胺神经元的损害也不断增加，形成恶性循环。而有氧运动可以加速体内氧自由基的清除。另外，帕金森病理改变是因为黑质神经元变性坏死。其运动障碍包括皮质皮质下皮质回路异常，涉及皮质前运动区和辅助运动区8。2.1 有氧运动能够减轻多巴胺能神经元的损伤有氧运动改善帕金森疾病被证明是多巴胺能神经元发挥作用的重要因素。多巴胺受体是神经细胞的主要结构成分9。其功能主要是由神经元通过释放一种被称为血清素的神经递质来介导，运动后多巴胺分泌增加是因为细胞中的血清素和多巴胺受体的增加。另外，有氧运动前后的神经元激活也可以促进多巴胺能神经元再生。大多数多巴胺由黑质产生，沿着大脑中的黑质纹状体起作用，并储存在纹状体中。预防和缓解帕金森病患者运动和认知功能的下降可采用中等强度的有氧运动，规律性的有氧运动能够增强神经的32当代体育科技(Contemporary Sports Technology)运动人体科学2023年(第13卷)第19期可塑性，抑制神经细胞的凋亡反应10。2.2 有氧运动可抑制氧化应激并修复线粒体损伤有氧运动能促进血管内皮细胞中线粒体损伤的修复，改善帕金森疾病。研究人员发现，有氧运动能够促进细胞对氧化应激做出抵抗，并使细胞中的氧化应激得到抑制。氧化应激是多种炎症性疾病如帕金森发生与发展的主要因素之一。不运动会加速细胞过氧化，引起癌症、心血管疾病和帕金森11。研究发现，有氧运动通过抑制氧化应激以保护血管内皮细胞12。有实验表明：运动和增加睡眠时间降低氧化应激水平。进行适度有氧运动增加细胞内葡萄糖含量，并提高细胞 DNA合成能力，还可以修复线粒体功能紊乱13。2.3 有氧运动调节细胞自噬有氧运动能够抑制自噬过程，改善帕金森疾病14。研究表明，运动可以显著降低自噬细胞中自噬相关蛋白3的水平。最近一项研究发现，有氧运动能够增加自噬小体，降低细胞凋亡的发生。有氧运动可以调节体内细胞自噬蛋白水平，并且会改变细胞骨架结构和细胞中与线粒体相关的蛋白13。3 有氧运动对帕金森疾病的改善作用 3.1 有氧运动改善帕金森患者的认知障碍帕金森患者应提高平衡和协调功能，纠正姿势和步态异常对于改善帕金森患者的认知障碍有一定效果，应进行积极的训练，以避免关节由于活动范围的减小而受到限制。根据该疾病的病理特征，合理安排运动方式，以实现生理平衡15。3.2 有氧运动对于帕金森疾病具有预防作用适当的有氧运动有利于保护大脑14。帕金森病之后，通过肢体锻炼，病人的体质能够得到提升。在相关疾病的研究中发现，有氧运动能够延缓老年智力下降，还能维持大脑活力，有氧运动也与阿尔茨海默病和一般性痴呆等疾病的发病率低有关16。更有研究表明：早期就从事有氧运动的人，其帕金森发病年龄和发病率都明显低于普通人群，动物模型的研究也揭示了有氧运动对脑发挥保护作用的神经生物学机制主要表现在自主运动增加脑源性生长因子以及其他生长因子，并刺激神经细胞发生，加强大脑抗损伤能力，提高学习能力并改善心情17。因此，有氧运动能通过对系统、细胞、分子等多方面、多水平的改善来影响大脑的功能，这些机制将发生协同作用，使行为发生改变18。4 帕金森疾病的相关训练4.1 呼吸训练帕金森病患者可采用深吸气、深呼气进行训练19，练习腹式呼吸515min能改善患者的呼吸功能，提高说话的流畅性，还能对呼吸肌有改善作用。4.2 面部训练帕金森病患者通常会表现出言语障碍和面部表情迟钝，能采取的言语功能训练有：发音和复读句子练习，吹口哨，对镜子进行面部表情练习。4.3 步态训练姿势步态异常是帕金森病患者的主要病症表现，一般表现为起步困难，这时应该做一些步态训练，站立、双下肢前后步行训练、躯干重心控制训练、原地步行、跨越障碍，走一字步行训练等。4.4 脊柱和关节运动训练预防脊柱强直的重要途径是进行脊柱运动，主要的运动方式是颈部、腰部做前后伸展、左右侧曲和旋转，可以徒手训练四肢关节的运动，也可以借助简单的设备如拉力器来增加关节活动的范围，牵引挛缩的肌肉和紧绷的肌肉19。4.5 平衡能力训练用身体的平衡保持正常姿势来完成各种基础转移动作。研究表明，在治疗帕金森疾病时，如果增加脊柱和关节伸展训练、平衡功能训练、位置转移训练、足离地训练和步行训练，不仅能够提高患者的平衡功能和步行能力，还可以增加身体的稳定性。平衡训练能够增强患者的本体感觉和下肢躯干的力量，还可以增强身体的敏感性和协调性20。4.6 放松训练帕金森病患者若进行放松训练，不仅可以强化运动感觉系统的功能，还能重塑运动皮层系统。帕金森病患者大脑皮质异常放电活动很可能是由于运动抑制皮层系统异常和传入运动感觉合成系统减弱所致。如果进行放松训练，其治疗会有积极的效果20。4.7 自主训练因为帕金森病患者会出现行为精神异常和植物神经紊乱，自主运动障碍的症状随着病情的发展越来越明显，所以针对进行性疾病进行自主训练非常重要。研究结果表明，帕金森病患者站立、行走等姿势表现为颈部、躯干、上下肢均呈屈曲状态，且随着病情的发展33当代体育科技(Contemporary Sports Technology)2023年(第13卷)第19期运动人体科学越来越明显。进行相关运动疗法治疗后，如俯卧位和站立位拉伸训练，患者行走能力有所提高21。5 结语有氧运动能够减少帕金森病患者运动时肌肉扭动频率的增加，帕金森病患者通过适当的有氧运动可使各种生理功能得到恢复和提高。有氧运动的主要目的是调节机体代谢系统、调整神经系统功能活动。有氧运动可改善患者的肌肉耐力，增加摄氧量，使脑细胞产生较多的多巴胺和去甲肾上腺素，从而使人体对病理性肌肉症状及非运动症状的感觉、反应、控制能力增强。有氧运动提高氧储备率与心、肺能力，有利于减少帕金森病患者脑供血不足及缺氧。有氧运动还可以减少多巴胺对神经细胞的直接影响，从而促进神经细胞产生有益于病人康复的物质。因此，有氧运动能够有效预防帕金森病，延缓病情发展，提高患者生活质量。参考文献1 Jankovic J.Parkinsons disease:Clinical features and diagnosisJ.Neurol Neurosurg Psychiatry,2008;79(4):368-376.2 Xu X,Fu Z,Le W.Exercise and Parkinsons diseaseJ.Int Rev Neurobiol,2019,147:45-74.3 Schootemwijer S,Van Der Kok N M,Bloem B R,et al.Current Perspectives on Aerobic Exercise in People with Parkinsons DiseaseJ.Neurotherapeutics,2022,19(2):683-685.4 Tan E K,Chao Y X,West A,et al.Parkinson disease and the immune system-associations,mechanisms and therapeuticsJ.Nat Rev 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