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運動與失智症的關係

110/09/30 瀏覽次數 99

前言

運動是一個十分神奇之東西。

想想看,人類身體的活動原來是為了執行日常生活功能、謀生或者移動,逐漸地,也有了休閒及挑戰極限的內涵;如今,更有美化身體線條、外貌、強化心理、自信等功用。然而,對於中高齡人士來說,他們決定積極參與運動的動機,主要是運動可以帶來更健康的好處。

運動的好處與機轉 

運動可以改變許多生理參數,例如心跳、血壓、呼吸速率;也會改變肌肉、骨骼系統的靈活與耐受力。近年來,透過各種研究的結果,我們更知道運動對身體的影響還擴及心血管、內分泌、骨質疏鬆、肌少症、甚至是中樞神經系統。舉例來說,人們有了血脂、血糖等代謝異常,通常醫師會建議從調整飲食、生活作息並建議運動開始,效果不佳時,才會考慮用藥。

神經科醫師也常常鼓勵病人運動,民眾也想知道,究竟運動是經由何種管道或機制來改變大腦功能?其實,運動除了促進血液循環,也能改變血中的運動素(包含 BDNF 即腦滋養因子、IGF-1、VEGF、FGF-2),以增進健康。也能調節神經傳導物質、發炎激素 (TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-15)、生長物質,胰島素等,更有可能透過非直接效應,例如社交、互動、過程等來改變對生活事件與態度的想法。

最有名研究當屬芬蘭學者 Kivipelto 領導的 Finland Geriatric Intervention Study to Prevent Cognitive Impairment and Disability, FINGER) 計畫,計畫的執行不僅是運動介入,更加入認知訓練及健康生活型態的指導及血管危險因子的控制。經過兩年的研究,1260 位社區健康老人,降低了認知退化的風險並改善若干認知功能。由於這項成效,類似研究設計的介入計畫也延伸到芬蘭以外的世界各國。

成大的研究經驗

成大的研究團隊長年進行運動介入老人與失智者的研究,以下分享幾個國人的研究成果。

一項由成大護理系與成大失智症中心合作的計畫,邀請 60 位失智者加入研究,在照顧者的陪伴之下每周至少完成 120 分鐘的步行,有 46 位完成長達六個月的實驗。結果顯示,早上步行或是下午步行都能有效減緩黃昏症候群,尤其是下午步行組有較快速的效果。這篇論文建議大家,每周四次、每次 30 分鐘規律的步行,就能夠有效減輕失智者的黃昏症候群。

同樣是成大的研究,邀請 66 位輕度認知障礙者隨機分配到有氧運動組、肌耐力運動組及控制組(圖一),只要 30 分鐘的運動就可以發現,參加者的反應時間縮短,腦波訊號也增強,代表認知功能改善(圖二)。這項研究也發現,有氧運動可以增加腦神經滋養因子 (BDNF) 及 IGF-1,VEGF 有增加傾向,至於 FGF-2 則沒有改變;肌耐力運動則是增加 IGF-1。值得注意的是,增加的前述數值在稍後就回到基準值,代表運動介入只有短暫效益,不過這項研究也顯示即使是輕度認知障礙者運動仍可發揮可塑性,長期介入的研究或可回答長期效應。

運動器材

圖一:有用的運動器材。圖/白明奇教授提供

成大體健所與成大失智症中心的研究,邀請 16 位帶有 ApoE-e4 基因型的阿茲海默家族成員,帶有這種基因型代表高阿茲海默症的危險群,在計畫中認知功能表現上顯示正確率較差,同時,腦神經生理律動也較差,但是,他們血中的滋養因子、發炎激素或乙型類澱粉蛋白相較於 16 位非基因型則沒有差別。同一個研究中,用空間作業記憶連結腦波來看成效,運動的成效與反應時間與正確率有正相關,但是腦波指數與運動指數則沒有關聯。

運動的成效

圖二:運動的成效。圖/Tsai CL, Ukropec J, Ukropcová B, Pai MC. An acute bout of aerobic or strength exercise specifically modifies circulating exerkine levels and neurocognitive functions in elderly individuals with mild cognitive impairment. NeuroImage: Clinical 2018; 17: 272-284.

同樣是成大體健所與成大失智症中心的研究,邀請 55 位輕度認知障礙者加入研究,分配到有氧、肌耐力或控制組,經過 16 周後,結果顯示,採取有氧運動或是肌耐力運動組,血中的腦神經滋養因子 (BDNF) 增加了、若干發炎激素降低了,認知功能表現也增進了,推論有氧與肌耐力運動可能透過不同的分子機制來促進認知功能。

成大獲得科技部腦科學研究計畫,進行長期運動介入對阿茲海默家族成員及前驅期阿茲海默失智病人的研究,成果陸續分析中,對各種指標的效應,即將發表。

運動,永不嫌晚

科學家潘扎 (Panza, 2018) 態度中肯地指出,在有關運動與失智的研究上至今仍留下一道鴻溝,有賴神經影像與分子生物標記來檢驗運動在失智者所產生的神經心理學、電生理以及病態生理學上的效應。潘扎十分推崇運動、尤其是有氧運動在失智者或具有失智高風險族群是一個有價值的替代治療選擇,因為有些證據不僅支持運動能延後阿茲海默症的發病年齡,更重要的是,運動帶來的體能增益效應可以讓病人維持更長的生活自立的歲月。

另一位科學家瑞歐 (Rao) 指出,雖然仍然無法找出運動有利失智的確切原因 (de Souto Barreto 2018),支持與不支持的研究結果都被相繼發表,但是他深信運動確實能降低失智風險,他說,運動具有關鍵性,永遠不會嫌晚,在合理與病人體適能的範圍之內,照顧者一定要設法鼓勵病人運動。

結語

曾經有運動介入的研究專家說過,運動是很痛苦的,尤其是開始介入的時候,對於以參加競技取得優勝為目標的運動訓練,更是經常帶來傷痛與疲累。好消息是,從來不運動的人,一旦採取經常運動的生活型態可能是最有成效的。

然而,運動並非適用於人人,若有心肺功能不佳、骨骼肌肉疾病或是平衡協調不良者,最好是詢問專家。

資料來源
  • Tsai CL, Pai MC, Ukropec J, Ukropcová B. The role of physical fitness in the neurocognitive performance of task switching in older persons with mild cognitive impairment. Journal of Alzheimer’s Disease 2016 (April); 53(1): 143-159.
  • Tsai JL, Ukropec J, Ukropcová B, Pai MC. Distinctive effects of aerobic and resistance exercise modes on neurocognitive and biochemical changes in individuals with mild cognitive impairment. Current Alzheimer Research 2019: 16(4): 316-332. 
  • Tsai CL, Sun HS, Ko YM, Pai MC. The role of physical fitness in cognitive-related biomarkers in persons at genetic risk of familial Alzheimer’s disease. Journal of Clinical Medicine. 2019; 8 (Oct): 1639, 1-17. 
  • Panza GA, Taylor BA, MacDonald HV, et al. Can exercise improve cognitive symptoms of Alzheimer’s disease? J Am Geriatr Soc. 2018; 66(3): 487-495.
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