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8周Flexi-Bar运动干预对中老年女性认知功能的影响

吴佳睿  吴研颖  麦友年  刘子晴  胡敏  黄俊豪  
【摘要】:研究目的:轻度认知障碍(MCI)和阿兹尔海默症(AD)是危害中老年群体的一个公认的危险因素。定期的锻炼计划可以减缓或防止与衰老相关的功能衰退。具体地说,有氧训练(AT)能够改善健康老年人的空间记忆(working memory)和抑制控制(Inhibitory control)能力。Flexi-Bar振动运动作为一种以有氧为供能方式,振动运动为运动方式的特殊运动形式,现已被证明,对中老年人的认知功能有积极作用。另有研究报道,中老年女性的认知功能在绝经期前后有断崖式的下降,故本研究通过规律8周的Flexi-Bar运动干预,对进行干预的中老年女性人群在进行Stroop任务时f NIRs大脑激活区域脑氧合血红蛋白含量的变化,血浆内脑源性神经生长因子(BDNF)浓度,以及与认知功能相关的miRNA的表达量,评价Flexi-Bar运动是否能作为延缓中老年人群因认知老化而导致的认知功能下降的有效干预方式以及其潜在机制。研究方法:从广州市干部疗养院招募了30名45-65的中老年久坐女性,并随机分为干预组(N=15)与对照组(N=15)。对干预组的每周一、三、五晚上进行为期1小时,强度为50-65%HRmax,为期8周的Flexi-Bar运动干预,并在干预时进行实时的心率监测。对照组人群则不进行任何干预,仅维持正常的日常生活。于干预前后对两组受试进行相关功能的检测以及样本的收集。(1)利用软件E-prime编写相关的Stroop任务程序,设定两种条件分别为色词一致与不一致,让受试者在规定时间内进行判断,在进行Stroop任务的同时收集受试的反应时和正确率,与此同时采用NIRX近红外脑功能成像系统实时采集任务态两种条件下前额叶的血液动力学变化,用于绘制分析大脑激活图谱。(2)使用酶联免疫检测法,对两组前测基线的制定以及干预后血清内BDNF浓度进行定量检测。(3)采用Illumina测序方法对受试者血清中的small RNA进行检测,主要分成两部分,第一部分是受试者血清中small RNA的提取,文库构建以及测序,第二部分是对测序结果进行生物信息学分析。研究结果:(1)运动干预组与对照组相比,干预后反应时与正确率均未发现显著性差异(P0.05);(2)与对照组相比,运动组干预后大脑左侧腹背外侧前额叶区域在执行不一致任务时含氧血红蛋白含量显著上升(P0.05,t=2.46),Stroop效应较对照组显著改善,其抑制控制能力显著提高;(3)干预组后测与前测相比,组内脑源性神经生长因子在运动干预后呈显著上升(P0.05,t=2.304),而对照组前后脑源性神经生长因子浓度未出现显著性差异(P0.05)。与对照组相比,两组组间未出现显著性差异(P0.05);(4)在表观遗传学mi RNA方面,干预与对照组前后共筛选出差异表达miRNA165个(P0.05),其中miR-21-3p、miR-126-5p、miR-361-3p、miR-151a-3p、miR-18a-5p等60个miRNA与认知功能相关。在干预组组内miR-21-3p、miR-1271-5p、miR-21-5p、miR-126-5p等miRNA表达量显著下调,其表达量与认知功能下降以及患认知功能障碍风险呈负相关,其中miR-126-5p与miR-21-5p的下调与BDNF的表达量呈负相关。在干预后两组间miR-425-5p、miR-30c-5p、miR-15b-3p、miR-7-1-3p、miR-30d-5p等显著下调且其表达量与认知功能下降成负相关,在阿兹尔海默症患者中低表达的miRNA:miR-342-5p、let-7f-5p在干预组后测结果中显著上调。研究结论:(1)我们检测到在进行Stroop任务时,尽管反应时与正确率未发现显著差异,但在脑区激活方面,左侧腹背外侧前额叶的大脑氧合血红蛋白含量在不一致任务状态下显著高于一致任务,这与以前的功能神经成像研究结果一致。且在干预后,运动组左侧腹背外侧前额叶的激活程度显高于对照组,Stroop效应显著增强。(2)与认知功能相关的脑源性神经生长因子浓度在干预后有显著的上升,其含量的上升预示着认知功能的改善。虽组间无差异,但与BDNF表达量相关的mi RNA的表达的改变均有积极意义。(3)在表观遗传学方面,在差异表达的mi RNA中,干预后与认知功能提升相关的miRNA表达量上调,与患阿兹尔海默症的mi RNA表达量降低,预示着患轻度认知障碍以及老年痴呆症的风险降低。综上所述得出结论,进行规律的Flexi-Bar运动干预能显著改善处于绝经期的中老年女性因认知老化导致的认知功能的下降。至于改善认知功能的潜在机制,仍需对mi RNA调控的靶蛋白和通路进行筛选和q PCR验证。

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