突破性新研究：運動竟能預防失智症

一項研究證實了運動對大腦中胰島素訊號蛋白的積極影響。羅格斯大學紐布朗斯維克分校的研究人員主導的一項研究，發表於《老化細胞》期刊，揭示了參與身體胰島素反應的特殊腦細胞在運動後會被啟用。這一發現表明，身體活動可能對大腦功能有直接的積極影響。

胰島素是由胰臟分泌的一種荷爾蒙，對調節血糖水平至關重要。它能幫助身體細胞從血液中吸收葡萄糖，並將其轉化為能量或儲存起來供日後使用。在糖尿病患者中，身體要麼分泌的胰島素不足（1型糖尿病），要麼無法有效利用所分泌的胰島素（2型糖尿病），導致血糖升高。隨著時間推移，這可能引發各種健康問題，包括心臟病、腎臟損傷和神經功能障礙。

這項研究還強調了開發針對這種胰島素相關機制的療法的潛力，以減緩或預防失智症的進展。該研究的主要作者、羅格斯大學文理學院運動學與健康系副教授史蒂文・馬林表示：「我們認為這項研究很重要，因為它表明運動可能透過提高胰島素作用於大腦的能力，來改善認知和記憶。」

研究人員與美國國家衛生研究院的國家老齡研究所合作，重點研究了大腦釋放的特殊細胞——神經元細胞外囊泡的作用。細胞外囊泡曾被研究人員視為細胞廢物，但在過去15年裡，它們作為人體微觀世界中的重要角色，越來越受到重視，能夠促進細胞間關鍵分子（如蛋白質）的運輸。在這項研究中，科學家們針對大腦產生的囊泡，這些囊泡攜帶了幾種與胰島素敏感性相關的蛋白質，其中一種叫做Akt。

胰島素敏感性是衡量身體對胰島素反應程度的指標。胰島素敏感性高的人能夠更有效地利用血液中的葡萄糖，比如在肌肉中，從而降低血糖。糖尿病患者的主要症狀是胰島素敏感性低或胰島素抵抗，他們的腦細胞對胰島素的反應較弱，這可能對認知產生負面影響。

研究人員透過在一項實驗研究中從參與者的血液中分離出囊泡來進行研究。這項為期兩周的試驗，包括了一組平均年齡為60歲且患有前期糖尿病的21名志願者。在研究過程中，他們進行了12次單獨的、有監督的、60分鐘的中高強度運動。參與者在訓練前後攝入葡萄糖飲料，研究人員在運動訓練開始和結束時，在參與者飲用飲料前後收集血液樣本。

血液樣本顯示，每次訓練後，攜帶與胰島素敏感性相關蛋白質的神經元囊泡數量增加，其中Akt最為顯著。馬林說：「我們首次證明瞭運動會影響神經元細胞外囊泡的胰島素訊號，並與血糖的臨床改善相關。我們將這些神經元細胞外囊泡作為大腦胰島素敏感性的指標。」他還表示，運動有可能提高大腦對胰島素的反應能力，以維持神經元功能。

胰島素越來越被認為是一種調節認知的荷爾蒙，認知是透過思考、經驗和感官獲取知識的心理過程。前期糖尿病是一種嚴重的健康狀況，當血糖水平高於正常但又不足以被診斷為2型糖尿病時就會出現。馬林指出，前期糖尿病患者體內尤其是大腦中胰島素水平可能不足，這會增加患失智症（如阿茲海默症）的機率。

胰島素在記憶形成、回憶、處理速度以及突觸（允許腦細胞相互通訊的結構）的功能方面也起著至關重要的作用。馬林說：「如果大腦中胰島素不足，這不僅意味著腦細胞可能會功能失調，而且它們可能無法正常相互作用。就像和朋友玩傳話遊戲一樣，當大腦出現胰島素抵抗時，資訊就會丟失。」

長期以來，人們一直認為運動可以改善認知，但其中涉及的機制尚不清楚。過去的研究發現，高血糖會導致大腦回憶資訊和學習新資訊的能力下降。馬林表示，由胰臟分泌並運送至大腦發揮作用的胰島素，在促進大腦血液迴圈和神經元功能以支援認知方面起著核心作用。

馬林稱：「我們的研究表明，針對大腦胰島素作用的療法可能能夠預防失智症。」在一項新的研究中，馬林和他的同事們正在研究單次運動是否能透過測量大腦血流量和神經元細胞外囊泡，增強鼻內胰島素對肥胖老年人認知健康的支援作用。他們未來的計劃是進行一項長期運動訓練研究，評估老年人腦胰島素敏感性改善與認知的關係。

該研究由美國國家衛生研究院資助。參與該研究的其他羅格斯大學科學家包括羅格斯羅伯特伍德約翰遜醫學院赫伯特和傑奎琳・克里格・克萊因阿茲海默症研究中心主任米哈爾・貝裡，以及運動學與應用生理學研究生專案博士生丹尼爾・巴蒂洛。美國國家衛生研究院國家老齡研究所參與該研究的科學家包括迪米特里斯・卡波吉安尼斯、瑪婭・穆斯塔皮奇和弗朗切斯卡・德爾加多 - 佩拉薩。

參考文獻：Steven K. Malin、Daniel J. Battillo、Michal S. Beeri、Maja Mustapic、Francheska Delgado - Peraza和Dimitrios Kapogiannis的《為期兩周的運動改變前期糖尿病老年人的神經元細胞外囊泡胰島素訊號蛋白和前腦源性神經營養因子》，2024年10月18日，《老化細胞》。DOI: 10.1111/acel.14369