身體活動與老年人認知功能關系的研究進展述評

孫宇亮，侯建羽，程志偉，何春振，朱文斐

(陜西師范大學 體育學院，陜西西安 710119)

老年人的認知功能是衡量身心健康的關鍵指標之一，與其生活質量密切相關。神經科學研究表明，隨著年齡增長，老年人的認知功能逐漸下降。嚴重到一定程度者，最終會發展為阿爾茨海默病(Alzheimer’s Disease)等疾病。目前，醫學界對阿爾茨海默癥等疾病尚無明確有效的根治方法[1]。因此，提高老年人認知功能水平，對防止認知功能障礙的發生與發展具有重要意義。與靜坐少動的老年人相比，經常參加各種身體活動的老年人認知功能下降的風險可以降低30—46%[2]，患阿爾茨海默癥的可能性降低了28—45%。運動作為預防和控制各種慢性疾病的重要手段，為改善老年人的認知功能提供了新方向。

本綜述的目的在于：探索身體活動與老年人認知功能之間的關系，找出更有利于保護老年人認知功能的身體活動劑量和強度，為揭示運動與老年人認知功能之間的量效關系和提高老年人認知功能提供依據；研究身體活動影響老年人認知功能的中間變量和可能機制，為科學指導老年人健身和預防認知障礙等疾病提供理論與實踐基礎。

1. 認知功能是老年人身心健康的重要基礎

認知功能包括語言、記憶、執行、判斷、和學習等方面，是人腦接受外界信息，認識和反映客觀事物的心理機能。癡呆癥是由于腦結構的慢性或進行性結構性損傷，而引起的高級腦功能障礙綜合征，包括血管性癡呆癥，阿莫茨海默癥等。全球65歲以上的老年人，阿爾茨海默癥患病率為5%，[3-5]75歲以上老年人的患病率上升到9%，發病率和殘疾率僅次于癌癥及心血管疾病[1]。世界頂級醫學期刊《柳葉刀(The Lancet)》2013年發表了中國阿爾茨海默病和其他類型癡呆癥流行病學調查的薈萃分析[4]顯示，2010年中國癡呆癥患者人數達到919萬人，其中阿爾茨海默病患者為569萬，比二十年前增加了近三倍，給個人、家庭和社會帶來沉重負擔。

當今醫學界還未研發出徹底治愈阿爾茨海默癥的相關藥物。新英格蘭醫學雜志的調查報告顯示，阿爾茨海默癥的特效藥研發失敗率高達97%[6]，已被公認為世界性醫學難題之一。因此，預防對于控制認知功能障礙具有尤其重要的意義。越來越多的國家已經將認知功能障礙的相關研究與防治提升到國家計劃層面。美國國立衛生研究院對阿爾茨海默病研究也不斷增加經費的支持，僅2016年就增加了3.5億美元經費，比2015年提高60%。相比之下，我國相關研究還處于初級階段，較大規模的人群研究還鮮有報道，在這一領域仍然任重而道遠。

2. 增加身體活動可以預防認知功能下降

身體活動主要指由骨骼肌收縮引起能量消耗的活動。保持較高水平的身體活動，作為預防和治療慢性疾病的積極手段，可能是防治認知功能性疾病的重要方法之一。觀察性研究顯示，老年人認知健康的促進及認知功能下降的減緩可能與身體活動水平成正相關，較高的身體活動水平可以降低阿爾茨海默癥的發生率。對于部分已經患有認知功能障礙的老年人，提高身體活動水平可以促進其認知功能的恢復甚至提高。身體活動提高老年人認知功能的機制可能是由于身體活動可以增加或者維持人腦局部灰質和白質的體積(尤其是海馬回區域)，促進腦血管舒張供血，進而從整體上提高認知功能水平，預防或減緩老年人認知功能衰退。由于身體活動對于海馬回區域有明顯的影響，可以有效增加該區域體積，因此一般認為身體活動主要對人腦的記憶功能和執行功能有明顯的改善作用。另外，提高身體活動水平可以提高人體心肺功能，間接提高老年人認知功能水平，降低阿爾茨海默癥的風險。

運動干預試驗可以進一步研究身體活動與老年人認知功能的因果關系。美國醫學學會雜志(Journal of American Medical Association, JAMA)曾發表的一項研究顯示，每周兩次1小時的運動可以明顯減緩阿爾茨海默癥患者病情的惡化，提高患者的基本身體功能水平。近十年來的神經科學研究發現，合理的運動可能可以提高認知功能正常的老年人記憶、執行功能等方面的功能，促進腦血管舒張供血和神經細胞再生與分化[5,6]，增加或維持人腦局部灰質和白質的體積，從而預防或減緩老年人認知衰退。但是，目前有關運動干預影響老年人認知功能的研究還非常有限，部分研究結果還存在爭議，有待進一步深入探討。

3. 身體活動與老年人認知功能的關系研究的測量方法

目前有關身體活動與老年人認知功能關系的研究中，身體活動和靜坐時間的測量方法則以問卷調查法為主。近來，越來越多的研究開始運用可穿戴設備，以達到記錄人體身體活動水平及靜坐時間的目的。其中，三維加速度計是一種高效準確的方法，它的主要工作原理是通過傳感器來測量軀體在三維空間中的加速度變化，從而反映身體活動水平。加速度計的原始數據一般以每單位時間的身體姿勢變化的次數表示。從2003年開始，美國國家健康與營養調查(National Health and Nutrition Examination Survey, NHANES)就開始采用三維加速度計(ActiGraph)代替傳統的問卷調查法，測量身體活動水平。NHANES相關研究數據顯示，三維加速度計能夠較好地克服問卷調查法所帶來的弊端，實現更準確的測量人體身體活動水平和靜坐時間。

以往研究已經對使用三維加速度計揭示身體活動水平與老年人認知功能之間的關系進行了一些相關探索。橫斷面研究顯示，三維加速度計測量的身體活動水平與老年人的認知功能呈正相關關系，與腦部白質體積也呈正相關關系。在美國一項對716名社區老年人的追蹤調查研究中，研究者用加速度計對老年人的身體活動進行了測量，并進行了4年的跟蹤調查，結果表明身體活動水平與記憶、空間感、知覺速度等19項認知功能測試結果存在顯著的正相關關系。然而目前這類研究對于三維加速度計的數據處理方式還存在一定不足，只對加速度計的總計數值進行了討論，沒有建立起完整的三維加速度計身體活動評價模型來對不同強度的身體活動(中高強度或者輕強度身體活動)和靜坐時間進行分類計算，尤其沒有對靜坐時間進行獨立的分析討論。身體活動的內涵包括身體活動的形式、強度、持續時間和頻率。根據美國運動醫學學會推薦的運動指南，以有氧供能為主的有氧運動(aerobicexercise)是促進老年人認知功能水平的主要形式，抗阻力運動也對老年人認知功能有一定的積極作用，但是效果不如有氧運動顯著。

4. 老年人身體活動的劑量、強度與認知功能的關系

然而，采用運動干預的方法嚴格控制身體活動劑量來研究身體活動劑量與老年人認知功能之間的關系的研究還鮮有報道。目前唯一的一項研究是2015年美國堪薩斯大學的一項隨機對照試驗，該研究對101名靜坐少動的老年人進行了26周的運動干預，老年人每周進行不同劑量的中等強度運動；結果發現，三個運動組與對照組相比，空間視覺能力和簡單注意力得到明顯提高，身體活動劑量越大，老年人空間視覺能力改善幅度越大。此外，目前尚沒有其他有關不同身體活動劑量對老年人認知功能影響的報道，前人研究主要是對比運動組與非運動組之間的差異，沒有設置更多運動組來進一步探討兩個變量之間的關系。還有一些研究針對的是患有抑郁癥、心肌梗塞、糖耐量受損、唐氏綜合征等疾病的老年人，雖然發現了身體活動與這些疾病患者的認知功能之間存在一定的量效關系，但是不具備更大范圍的普適性。因此，不同劑量的身體活動對老年人認知功能的影響有待進一步探索。

另外，現有有關身體活動劑量的研究中，針對身體活動持續時間和頻率的研究較多，主要依靠改變身體活動持續時間或頻率來調節運動總量。要強調的是，大部分現有研究中所提到的高強度運動是一個相對概念，一般以個人最大攝氧量的70—85%為目標范圍，也會考慮運動者的血壓、主觀感覺等其他因素，因此與個人的生理狀態和健康水平密切相關，并不是一個絕對的強度概念。

5. 小結與展望

提高身體活動水平可以對老年人的認知功能產生積極的影響，延緩老年人認知功能下降，預防和治療認知功能障礙、癡呆癥、阿爾茨海默癥等疾病的發病率和死亡率。因此，本研究建議老年人積極參加不同類型的身體活動，在心肺功能允許的條件下增加身體活動總量和強度，能夠有效的預防和延緩認知功能下降，促進老年人晚年的身心健康。