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ChineseJournalofTissueEngineeringResearch
ISSN2095-4344,CN21-1581/R
《中國組織工程研究》網絡首發(fā)論文
題目:有氧運動對老年輕度認知障礙患者認知功能的改善
作者:楊椅,王坤,劉恒旭,張庭然,盧文云,陳佩杰,羅炯
收稿日期:2021-09-26
網絡首發(fā)日期:2022-01-27
引用格式:楊椅,王坤,劉恒旭,張庭然,盧文云,陳佩杰,
度認知障礙患者認知功能的改善[J/OL].中國組織工程研究.
.
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綜述中國組織工程研究

有氧運動對老年輕度認知障礙患者認知功能的改善
楊椅1,王坤1,劉恒旭1,張庭然1,盧文云2,陳佩杰3,羅炯1
投稿日期:2021-09-26
采用日期:2021-11-15文章快速閱讀:
修回日期:2021-12-16文章特點—
△以不同周期的有氧
運動為出發(fā)點,對急性有氧運動延緩腦區(qū)域面積萎縮
中圖分類號:老年輕度認知障礙有氧運動
;R319;R741患者的認知能力的促進腦源性神經營養(yǎng)老年輕度
短期有氧運動因子基因表達認知障認
效用及其可能的作改善
患者知能
用機制進行系統(tǒng)梳增加大腦血流量力
理和總結。中長期有氧運動
文獻標識碼:A改善神經遞質水平
文題釋義:
輕度認知障礙:是正常老化與癡呆之間的過度狀態(tài),在老年認知衰退過程中易發(fā)展為癡呆等認知功能性疾病,其主要表現為記憶力下降、
大腦處理速度變慢等,影響老年人的生活質量。
有氧運動:主要是指氧供充足下的各種身體活動,它是體育運動的分支,按周期來看包括急性有氧運動、短期有氧以及長期有氧運動。有
氧運動項目具有易開展、內容和形式多樣等特點,符合老年人的特殊生理特征,比如:太極拳、健身操和快走等。
摘要
背景:在當今老年人的人口基數不斷增長的趨勢下,老年人晚年的生活水平和生活質量受到廣泛關注和研究。
目的:文章介紹有氧運動對老年輕度認知障礙患者認知能力的影響,探討不同周期的有氧運動對老年輕度認知障礙患者認知能力的效用及
其可能的作用機制。
方法:檢索截止至2021年9月的Elsevier、Springer、WebofScience、PubMed、中國知網、萬方數據、維普和中國臺灣學術文獻數據庫中的
相關文獻,中文檢索詞包括“老年輕度認知障礙、有氧運動、老年人、認知功能、認知退化、急性有氧運動”;英文檢索詞包括“Mild
cognitiveimpairmentintheelderly,Aerobicexercise,Theelderly,Cognitiveability,Cognitivedecline,Acuteaerobicexercise”,并根據研究
需要確立相應的標準,對最終所得文獻進行篩選。
結果與結論:①有氧運動在干預老年輕度認知障礙患者的認知功能中起著正向調節(jié)作用;急性有氧運動提高腦源性神經生長因子水平;短
期以及中-長期有氧運動通過提高老年輕度認知障礙患者的體適能水平,增加腦血流量,提高患者的認知能力和協(xié)調能力,有利于提高老
年人的健康生活質量。②急性有氧運動改善患者注意力和抑制控制,短期和中長期有氧運動積極作用于記憶功能和神經網絡,不同周期的
有氧運動對患者認知功能的效益存在一定差異,但總體上堅持有氧運動可改善老年輕度認知障礙患者的認知功能,提高老年人的心肺適
能,增加運動參與,但是特定認知領域的改善可能需要不同的有氧運動處方。③有氧運動與輕度認知障礙之間是動態(tài)變量過程,需要根據
不同的患者采取特定的有氧運動處方進行干預,比如單域型、多域型輕度認知障礙。④有氧運動的介入改善認知功能可能與延緩患者腦區(qū)
域面積萎縮、促進基因表達、增加大腦血流量等有關,但還未形成普遍認同機制。
關鍵詞:輕度認知障礙;有氧運動;老年人;認知功能;急性有氧運動;腦源性神經營養(yǎng)因子;記憶功能;綜述
Aerobicexerciseimprovesthecognitivefunctionofelderlypatientswithmildcognitiveimpairment
YangYi1,WangKun1,LiuHengxu1,ZhangTingran1,LuWenyun2,ChenPeijie3,LuoJiong1
1Research Centre for Exercise Detoxification,CollegeofPhysicalEducation,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China;2SchoolofLeisure,3Schoolof
Kinesiology,ShanghaiUniversityofSport,Shanghai200438,China
YangYi,Mastercandidate,Research Centre for Exercise Detoxification,CollegeofPhysicalEducation,SouthwestUniversity,Chongqing400715,China
Correspondingauthor:LuoJiong,PhD,Professor,Research Centre for Exercise Detoxification,CollegeofPhysicalEducation,SouthwestUniversity,Chongqing
400715,China
Abstract
BACKGROUND:Consideringthecurrentgrowingtrendofthepopulationbaseoftheelderly,extensiveattentionhasbeenpaidtothelivingstandardsand
qualityoflifeoftheelderly.
1西南大學體育學院運動戒毒研究中心,重慶市400715;上海體育學院,2休閑學院,3運動科學學院,上海市200438
第一作者:楊椅,男,1998年生,重慶市人,西南大學體育學院在讀碩士,主要從事國民體適能與健康促進研究。
通訊作者:羅炯,男,博士,教授,西南大學體育學院運動戒毒研究中心,重慶市400715
-0001-9370-4303(楊椅);-0003-0161-7320(羅炯)
基金資助:國家社科重大項目專項資金(19ZDA352),項目負責人:陳佩杰
引用本文:楊椅,王坤,劉恒旭,張庭然,盧文云,陳佩杰,[J].中國
組織工程研究,2022,26.
ChineseJournalofTissueEngineeringResearch|Vol26|1
中國組織工程研究綜述

OBJECTIVE:Tointroducetheeffectsofaerobicexerciseonthecognitiveabilitiesofelderlypatientswithmildcognitiveimpairment,andtoexploretheeffects
ofdifferentcyclesofaerobicexerciseonthecognitiveabilitiesofelderlypatientswithmildcognitiveimpairmentandthepossiblemechanisms.
METHODS:Elsevier,Springer,WebofScience,PubMed,CNKI,WanFang,VIP,andTaiwanacademicliteraturedatabaseweresearchedforrelevantarticles
“mildcognitiveimpairmentintheelderly,aerobicexercise,theelderly,cognitiveability,cognitive
decline,acuteaerobicexercise”,bywhichalltheretrievedarticleswere
screened.
RESULTSANDCONCLUSION:Aerobicexerciseplaysapositiveroleininterveningthecognitivefunctionofelderlypatientswithmildcognitiveimpairment.
Acuteaerobicexerciseincreasesthelevelofbrain-derivednervegrowthfactor,whileshort-andmid-to-long-termaerobicexercisesimprovephysicalfitness,
increasecerebralbloodflow,enhancecognitiveandcoordinationabilitiesintheelderlywithmildcognitiveimpairment,allofwhichhelpimprovethehealth
’sattentionandinhibitioncontrol,andshort-termandmid-to-long-termaerobic

patient’,persistentaerobicexercisescanimprovethecognitivefunctionofelderlypatientswithmildcognitiveimpairment,improve
theircardiorespiratoryfitness,,differentaerobicexerciseprescriptionsarerequiredfortheimprovementof

arenecessaryforpatientswithdifferenttypesofcognitiveimpairment,suchassingle-andmulti-
improvepatient’scognitivefunction,whichmayberelatedtodelayingbrainatrophy,promotinggeneexpression,andincreasingcerebralbloodflow,butthere
isnomechanismthatiscommonlyaccepted.
Keywords:mildcognitiveimpairment;aerobicexercise;theelderly;cognitivefunction;acuteaerobicexercise;brain-derived neurotrophic factor;memory
function;review
Funding:theSpecialFundforMajorNationalSocialScienceProject,(toCPJ)
Howtocitethisarticle:YANGY,WANGK,LIUHX,ZHANGTR,LUWY,CHENPJ,
;26.
0引言Introduction的生活質量[25];長期性進行舞蹈性有氧鍛煉,有利于情景記憶
輕度認知障礙是正常老化與癡呆之間的過渡階段[1],是發(fā)和信息處理速度的提高[26];可見不同周期模式下的有氧運動干
展為癡呆的重要臨界點。老年輕度認知障礙患者的癥狀主要表預輕度認知障礙疾病的效用不同。
現為記憶力減弱、信息處理速度減慢,甚至有抑郁癥狀。輕度文章通過梳理不同周期的有氧運動的介入,探索不同周期
認知功能障礙會發(fā)展為其他認知功能性疾病,研究結果顯示,有氧運動模式對老年輕度認知障礙患者的效用與腦組織的影響
%-%的帕金森患者前期均患有輕度認知障礙[2-3],短期機制,如何控制輕度認知障礙患者的增加,減少老年人輕度認知
輕度認知障礙疾病易轉化為老年癡呆癥[4]。隨著科學、醫(yī)療技障礙疾病的發(fā)生,提出相關的建議并為后續(xù)研究提供參考。
術的發(fā)展,使老齡化程度的不斷加深。有學者預測,2019年中
,在未來50年將增長到約4億[5]。老1資料和方法Dataandmethods
年群體常見神經性衰退的病例將增加,
的數量也會增加,2011年中國老年癡呆人數為800萬人,
到2040年,人數會增加到2200萬人[6],導致老年人的護理、檢索。
醫(yī)療費用在家庭支出中的占比會相繼變大,。
增加,若此類問題得不到有效的解決和控制,、Springer、Webof
重的社會問題。Science、PubMed、中國知網、萬方數據、維普和中國臺灣學術
認知功能是人類生存和發(fā)展的重要介質,認知功能的范圍文獻數據庫。
較廣,包括注意力、記憶和執(zhí)行功能等[7-8]。老年人隨年齡增長,“老年輕度認知障礙、有氧運
大腦功能呈下降趨勢[9],老化會使認知能力下降[10-11],主要原動、老年人、認知功能、認知退化、急性有氧運動”;英文
因是海馬體積減少等[12]。另外,老化還會導致腦血管結構發(fā)生檢索詞包括“Mildcognitiveimpairmentintheelderly,Aerobic
不良變化。輕度認知障礙疾病的影響因素較多,年齡、文化程exercise,Theelderly,Cognitiveability,Cognitivedecline,Acute
度等為主要影響因素[13],不健康的生活行為及缺乏體育運動等aerobicexercise”。
因素會影響腦血管結構,也會使認知功能受損[12]。腦結構、、文獻綜述、薈萃分析和學位論文。
功能以及腦血量老化等方面會導致認知功能呈下降趨勢[15]。,包括中文107篇,英文
經性退化是老年群體老化的主要特征之一,神經系統(tǒng)性疾病的369篇。
發(fā)生[16]、大腦白質的完整性下降[17]、
降低促使工作記憶以及執(zhí)行功能為主的認知功能下降[18],①中英文期刊論文;②與老年輕度認知障礙相
對老年人的生活產生巨大的影響。關的文獻;③以有氧運動為干預手段的文獻;④同類型高質量、
有氧運動是體育運動中的一個分支,主要是指在氧供充足觀點論據可靠的文獻。
的情況下進行的一類體力活動[19],比如散步、①與該研究主題無關的文獻;②重復性研究文獻。
等。有氧運動符合老年人特殊的心理和生理特征,,初步納入
和選擇的項目較多。在規(guī)律性、科學性的有氧運動處方下,對476篇,最終篩選后納入64篇。文獻檢索流程圖,見圖1。
老年輕度認知障礙患者的機體健康和認知功能起著特定作用[20],
經常參與有氧運動的人群,不僅其患糖尿病和心血管疾病等慢2結果Results
性疾病的風險會降低[21],
影響,緩解抑郁情緒[22],增加患者的平衡能力和肌肉耐力,延制
誤認知能力的下降[23]。急性有氧運動的介入會提高老年輕度認
○延緩腦區(qū)域面積萎縮○增加大腦血流量
知障礙患者的神經認知表現[24];中等強度的短期有氧運動對老
年輕度認知障礙患者的認知功能是有益處的,有利于提高患者○促進腦源性神經營養(yǎng)因子的表達○改善神經遞質水平
2|中國組織工程研究|第26卷
綜述中國組織工程研究

檢索Elsevier、Springer、WebofScience、中國知網、萬方數據、維響。通過有氧運動的干預后,患者的大腦血管功能得到改善,
普及中國臺灣學術文獻數據庫,搜尋截止至2021年9月發(fā)表的所有心肺功能也呈現正面效益,供氧能力的加強有利于腦部血流量
文獻資料。的運輸[41]。有氧運動介入后,大腦中與運動激活相關的大腦血
流量增加,促進老年輕度認知障礙患者的記憶功能的改善,改
全面檢索文獻476篇,中文文獻107篇,英文文獻369篇善的程度可能與前扣帶皮質和相鄰前額葉皮質的大腦血流量增
加相關,學者推斷其可能的原因是通過患者敏感區(qū)域的血流量
閱讀文獻標題和摘要的再分配和神經活動二者造成的[9]。在正常認知過渡到輕度認
排除不合格文獻267篇知障礙的過程中,伴隨著局部大腦血流量的增加和減少,當皮
質下的腦血流呈現下降時,同時也就可能意味著認知能力的下
初步篩選文獻209篇
降,甚至進一步發(fā)展為老年性癡呆。有氧運動介入,增加大腦
仔細閱讀全文循環(huán)血量,對于身體健康素質和認知能力均有益處。
提高神經遞質水平神經遞質是神經元和效應器之間傳遞

信息的物質,主要包括多巴胺、乙酰膽堿和5-羥色胺等,適度
圖|文獻篩選流程圖
1的有氧運動可提高多巴胺系統(tǒng)、氨基酸類神經遞質等的水平[27]。
[42]認為有氧運動可能通過調控神經系統(tǒng),保護老年輕
腦區(qū)域的萎縮,海馬與前額葉皮質是人體記憶的主要作用部分,度認知障礙患者的認知能力。
該部分的損傷會造成輕度認知障礙疾病的高發(fā)[27],有氧運動可綜上所述,輕度認知障礙改善機制存在一定的復雜性,具
增強老年輕度認知障礙患者右半球顳頂交界處、腹外側前額葉體機制圖見圖2。
皮質和背外側前額葉皮質網絡的活動,從而增強記憶功能和反
應速度[28]。有研究結果表明,參與有氧運動對輕度認知障礙患
者的大腦結構功能會發(fā)生不同程度的改變,主要表現為延緩大
腦皮質的萎縮,以減少海馬體積損失為主,從而維持認知功能
[29]腦源神經
的穩(wěn)定性。有氧運動可能通過增加前海馬體積、前額葉皮質,營養(yǎng)因子
老年輕度
改善神經活動和血管生成,以此延緩輕度認知障礙向癡呆癥的認識障礙
認知能力
發(fā)展。在多項隨機對照試驗的研究調查中指出,有氧運動訓練
同樣延緩了左右海馬體積的損失[30],調節(jié)海馬和前扣帶皮質的
區(qū)域波動和灰質體積[29,31],加強了海馬與其他腦功能的連接性。
此外,研究發(fā)現海馬與角回的靜息狀態(tài)功能連接增加,從而保
護老年人年齡增長導致的海馬體積損失,增強海馬的內在功能,圖注:“→”表示有氧運動的作用路徑
從而改善了空間記憶[32]。另外,有學者推測有氧運動可能導致圖2|有氧運動介入改善老年輕度認識障礙認知能力的可能性作用機制
大腦神經元和突觸發(fā)生形態(tài)學變化,表現為相關腦區(qū)面積、皮
從圖2來看,患者認知能力的保護與改善,與有氧運動介
質厚度和體積的增加,對腦萎縮的抑制、相關樹突形態(tài)的改變、入后的腦結構、基因表達、腦血流量等有關,雖然現在對于認
腦網絡功能連接、皮質激活的增加和神經遞質的改變等也會起知功能作用機制還在深入研究探討階段,但總體上有氧運動通
[33]
作用。因此,有氧運動能夠有效保護大腦皮質完整性和緩解過對身體素質和心肺適能的提高,促進腦結構、神經及腦血管
腦區(qū)體積萎縮,減緩老年輕度認知障礙疾病向其他認知疾病的等功能的改善,一定程度改善和保護患者的認知功能。至于其
發(fā)展進程。他作用機制,未來需要進一步的運動干預研究設計來探討,并

經連接和功能的能力有關,神經營養(yǎng)因子是促進大腦神經網絡確切機制。
的重要鏈接[12],支持神經生長、存活和突觸可塑性[34],并高度

集中于海馬和皮質。實驗表明,運動通過各種生物力學促進神
經可塑性[34],誘導腦源性神經營養(yǎng)因子[31],增強腦源性神經營○急性有氧運動介入對輕度認知障礙患者認知功能的影響
[36]
養(yǎng)因子的基因表達,為海馬回提供養(yǎng)分,強化認知表現。在○短期有氧運動介入對輕度認知障礙患者認知功能的影響
一項動物實驗中,發(fā)現有氧運動有效改善了抑郁小鼠海馬腦源
○中長期有氧運動介入對輕度認知障礙患者認知功能的影響
性神經營養(yǎng)因子表達水平[37]。急性有氧運動可以顯著提高輕度
認知障礙患者的腦源性神經營養(yǎng)因子水平[28],
間有氧運動可增加血清腦源性神經營養(yǎng)因子水平[24,34],對運動響急性有氧運動是指短時間的一次性運動,持續(xù)時間在10-
的誘導和認知功能的積極作用有關。有氧運動還通過降低促炎60min[43]。許多研究證實急性有氧運動對輕度認知障礙老年人的
細胞因子水平,改善神經營養(yǎng)因子外周濃度[38-39],從而強化認認知功能具有正面效益,對不同的認知領域起作用,主要作用
知表現,可見有氧運動的干預加強了神經營養(yǎng)因子的表達,達于大腦功能即刻表現。在33例健忘性輕度認知障礙患者的隨機
到延緩輕度認知障礙患者的認知衰退的目的。試驗中,將患者分為拉伸運動組(心率維持在不大于心率儲備
,的50%)和高強度有氧運動組(以心率儲備的75%-85%進行鍛
為大腦提供營養(yǎng)物質。相關研究證實,大腦血流量在一定程度煉),研究結果認為有氧運動不僅增進心肺健康的影響,而且還
上影響著老年人的認知能力[40],有氧運動改善腦血管功能,提與改善注意力和執(zhí)行功能有關,特別是改善了老年女性的認知
高大腦記憶功能和抑制控制[12],從而穩(wěn)定認知功能。另外大腦衰退的抑制控制過程[44]。參與急性有氧運動干預之后,22例久
血流量對老年輕度認知障礙患者的語言流暢的提高也有較大影坐性老年人的腦源性神經營養(yǎng)因子水平顯著變化,循環(huán)腦源性
ChineseJournalofTissueEngineeringResearch|Vol263
中國組織工程研究綜述

神經營養(yǎng)因子的調節(jié)會受到老年人體能水平的影響,對改善老就可以通過提高老年人的身體機能素質,而間接性介導神經認
年人的認知功能起積極作用[45]。盡管學者認為一次性激烈運動知功能,有氧運動潛在益處得到發(fā)現。一項Meta分析指出,
會造成執(zhí)行功能上的后遺癥,但是不足以造成嚴重的危害,急有氧運動持續(xù)3個月以上有助于提高老年人的執(zhí)行能力、記憶
性有氧運動對認知性能是有益處的[44,46]。力、協(xié)調性和平衡能力等,促進和改善患者的認知功能[52-53]。
有學者采用急性有氧運動處方對66例遺忘型老年輕度認為期3個月的有氧運動操干預,然后進行隨訪調查研究發(fā)現,
知障礙患者的分組干預研究中發(fā)現,患者的行為表現得到有效有氧運動操提高了輕度認知障礙患者的認知功能水平,對患者
改善,神經保護生長因子水平也發(fā)生顯著變化,急性期的有的生活質量和身體健康均有改善[54]。在靜休狀態(tài)功能磁共振成
氧運動顯著增加了輕度認知障礙患者腦源性神經營養(yǎng)因子和胰像(RS-fMRI)技術觀察下,表明有氧舞蹈顯著增加了大腦多個區(qū)
島素樣生長因子(Insulin-likegrowthfactor,IGF-1)水平,并有域的功能激活,并有助于有效改善老年輕度認知障礙患者的認
增加血清血管內皮生長因子(Serumvascularendothelialgrowth知功能[55]。在18周的有氧運動情況下,一組進行有氧方形舞蹈,
factor,SVEGF)水平的趨勢,急性有氧運動處方可能成為干預和對照組則進行正常的生活方式,在第9,18周的測試比較發(fā)現,
[28-29]
延緩神經性衰退的有效模式。急性有氧運動的研究資料較有氧運動組量表得分比對照組評分高,得出結論:中等強度有
少,這可能與老年患者的特殊生理有關,另外,筆者推斷可能氧運動一定程度上提高輕度認知障礙患者的整體認知功能,對
急性有氧運動的干預操作難度較大,特別是在運動變量方面,記憶能力也有積極影響[22,56],但作用不明顯,可能是研究測試
面對不同病患的介入方法和劑量上存在不統(tǒng)一的標準,存在安的差異性。短期有氧運

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