生活方式与健康
2021年12月号

主宰寿命及长寿的密码4 身体与大脑的互动

作者:生命新知

斯坦福大学通过22年的观察研究显示,锻炼人群比不锻炼人群的死亡风险可以降低4倍以上。所以,保护微生命、延长微生命的一个好的方法就是锻炼。

骨关节系统包括骨和关节,还有肌肉系统,它们都是结缔组织。肌肉随着老年化会萎缩,我们的生理年龄和实际年龄不一定是完全匹配的,我们希望在生理年龄上可以延缓衰老,可以做到老而不衰。老而不衰的一个很重要的因素是什么?就是要有强大的骨关节系统和肌肉系统,你才能动起来,而动起来又可以加强它们的功能,这样就变成了一个良性循环。

如果你的关节不好,你的肌肉力量也不行,这个时候你就很难再进入到一个良性循环,而是进入到恶性循环。肌肉需要神经支配,而这些神经需要通过锻炼让它们启动。因为随着衰老,肌纤维会萎缩,然后会减少,我们的神经系统功能也会减退。

图1展示的是小鼠跑圈试验,图示这组小鼠在不断地跑圈,另一组小鼠不跑圈,然后去观察它们的大脑,包括掌握记忆功能的海马回的神经元个数以及突触表现,还有细胞内的线粒体和周围毛细血管。结果显示,每周跑3天,持续3个月的小鼠的海马回,它的再生能力(特别是神经再生)增加了2~3倍,而且加速神经元成熟,突触连接也更加丰富。

图2中左边是对照组不运动小鼠脑切片,右边是每周跑3天、坚持3个月的小鼠的脑切片,可以看到右边这组小鼠的神经元个数以及突触的连接都更加丰富。运动可以让大脑的神经重塑,过去我们认为大脑的神经元是不可再生的,现在发现它可再生,而且可以增加神经元的突触连接。

大脑神经重塑的效果:

• 改善记忆力

• 提高对信息的区别力及判断力

• 对不同信息的区分力

• 对时间空间的研判力

• 对信息数字的处理能力

• 让你更聪明、更快乐

跑步可以改善情绪,可以降低焦虑和抑郁。什么叫抑郁?老百姓最简单的理解就是对什么都不感兴趣了,不想活了。什么叫焦虑?对什么都特别恐惧,特别在意,怕死。这两种极端状态就像把人锁在(lock in)一个盒子里出不来了。

运动可以减少情绪低落和敏感烦躁。运动可以调动一系列的神经介质,包括可以把注意力转移到另外一个空间,让他从黑盒子里出来,可以减少情绪低落和敏感烦躁。运动能促进谷氨酸(glutamate)分泌,跑步可以上调谷氨酸受体,促进兴奋传导。运动产生氨基丁酸(Y-aminobutyric acid,GABA),跑步可以上调GABA受体,抑制兴奋传导,抵抗焦虑。

同时运动还可以调节和增加:

• 多巴胺(dopamine)

• 血清素(serotonin, 5-TH)

• 去甲肾上腺素

• 内源性大麻素

• 内啡肽

• 降低犬尿酸

多巴胺是一种奖励机制,让我们欣快,通过运动产生让我们有快乐感;血清素可以缓解我们的焦虑行为,特别是那种lock in的现象;内源性大麻素可以让我们更加镇静;内啡肽可以让我们抵抗痛苦;还有降低犬尿酸,犬尿酸是一种神经介质,它可以去减少抑郁,同时可以改善我们的睡眠。在睡眠期间,我们可以清除大脑的垃圾和炎症因子,因为大脑里需要脑脊液系统,血液循环向它开放,清除掉这些垃圾。

图3(见P24)显示了通过锻炼,肌肉可以分泌组织蛋白酶,让神经元有一个更好的修饰作用,包括突触的增加、连接以及再生。还有鸢尾素会分泌一种脑神经生长因子BDNF,让大脑神经元再生。还有肝脏里的β氨基丁酸,它是一种酮体,可以增加神经生长因子BDNF的分泌。还有促进神经元再生的胰岛素样生长因子(insulin like growth factor, IGF),但是外源性的胰岛素给我们机体的反应是反方向的,所以锻炼对我们肝脏分泌这些因子有巨大的帮助。另外,脂肪可以分泌脂联素,可以调节我们的情绪,同时刺激神经元再生。所以,锻炼可以通过肌肉、肝脏、脂肪分泌这一系列因子,让我们的神经元再生,让我们的突触连接的更好,让我们可以把情绪调节的更好。

现在有非常可靠的证据证明,运动可以延缓大脑的萎缩、促进神经元再生、提高认知、让我们更加幸福和快乐,还对很多神经系统疾病有益处,包括老年痴呆、焦虑、自闭症、多发性硬化症、帕金森氏症、创伤后综合征、失忆症、抑郁、癫痫、舞蹈症、精神分裂、脑卒中、物质滥用、脑损伤。运动对这些疾病的康复和治疗都是有帮助的。

斯坦福大学曾做过一个非常有意思的研究,他们在1984年对大学里500个参加跑步俱乐部的学生和400个不运动的学生进行基线调查,填写问卷以后一直追踪到2006年(图4)。共追踪了22年,看还有多少人健在,死于什么原因,结果不运动的人死亡风险增加了30%,运动的死亡风险可能不到10%,相差25%~30%。研究发现,经常锻炼或运动的人的寿命是比不运动的人综合起来看延长了15年。

还有一个是残疾风险指数(Disability Score)(图5),可以看到不运动的人的残疾风险大大上升,而且和运动的人之间有显著性差异。

如果以卡路里作为单位来计算的话,以每周消耗500卡路里作为基数(1.00),可以看到如果你消耗2000卡,不管是25~49岁、50~59岁,甚至是70~84岁的,全因死亡风险都是显著降低的。特别是70~84岁的人,如果你每周有2000卡的能量消耗,可以降低49%的全因死亡风险。右边的柱状图显示,随着运动量的增加,它有一个降低的量效关系。但是,你就是每个星期消耗1000卡的运动,也可以显著地降低死亡风险达到将近40%。

如果以运动时间来算,如果能达到每星期700分钟,就是十几个小时的运动时间,与不运动的人相比,死亡风险可以降低70%。美国运动学会推荐的是每周运动两个半小时就可以达标了。两个半小时是150分钟,死亡风险可以降低40%多。所以,运动时间和死亡风险降低有一个量效关系。

有很多人说运动不是可以造成损伤吗?运动不是可以造成氧化应激反应吗?为什么它还可以降低死亡风险,甚至延长寿命呢?运动是可能造成轻微的肌肉撕裂损伤,大量进氧后产生自由基,同时还有一些微炎症。修复的时候都有微炎症,损伤都造成微炎症。但是调动了运动后的修复、抗氧化、抗炎症的机制。

运动可以把我们日常造成的损伤也一勺烩的全都修复了。运动产生的微量损伤、氧化应激和炎症,诱导了它修复、抗氧化、抗炎的机制,把我们过去产生的一些损伤,氧化应激反应以及微炎症的反应全部压制下去了。

但是,运动不能创造超级长寿,100岁以上叫超级长寿。而这种超级长寿,你会看到的是有的人抽烟喝酒,有的人是根本不动,但他们的运气好。而运动本身是不可能创造超级长寿的,那些运气好的人出现了一些基因的特殊变异,进入到了超级长寿阶段,但不能突破我们的生命极限。超级长寿也是在生命极限之内,锻炼更不能突破生命极限。

运动可以降低我们正常寿命内的死亡风险,它可以抵抗不良的风险因素,实现老而不衰,你还有生活能力,还有社会功能,这是最理想的状态。

在非洲部落有些还是非常原始的生活方式,叫hunter-gathering,狩猎和采集(图9)。男人去狩猎,女人去采摘、挖根茎。他们每天的运动距离都在10公里、15公里以上。但他们的生活环境非常不好,他们经常得病,但在他们活过15岁以后,他们就有希望活到70岁。而且在70岁的时候还在狩猎,功能非常好,他们的平均寿命是短于城市人群的(图10)。

现在我们的平均寿命已经达到80岁,在日本已经达到87岁。但是分为两大类人群,一大类人群可能50岁以后就开始出现慢性病,躺在床上没有功能了,60岁以后更加严重。还有一类就是到了80岁仍然还有社会功能和生活能力,在短短的几个月内告别人世,结束生命。这两群人的区别是什么?很重要的一个因素就是运动,就是每天坚持活动,不沾那些破坏身体健康的风险因素,不抽烟、保持正常体重。从图10的曲线图可以看到,运动的人的寿命不一定比那些不运动的人长多少,但是他健康的寿命是显著延长的。

运动有这么多好处,是不是可以自然而然地开始运动了呢?大家都知道懒惰是人的本性,我们的祖先是不运动的,他们是不得已为了生存而获取食物,去狩猎去采摘的。除了狩猎和采摘,他们的任务就是赶快休息。但是那个时候的食物和能量非常的紧缺,在今天的社会可以非常好的获得这些能量和食物,我们已经不用去狩猎和采摘了。但是,现在的生活方式让我们蓄积了大量的能量,大量的脂肪,所以就导致了一系列的疾病。

在人类进化中间,有几个东西是非常重要的,一个是生长需要能量、一个是保持健康需要能量、狩猎活动需要能量,还有就是生存繁殖需要能量。为了满足这些需求,我们的身体有一种非常大的本领就是储存能量。而储存能量的方式是脂肪,在储存的过程中脂肪会导致一系列的炎症。所以在现在的生活方式中,出现了一系列的慢性病。

我们的机体非常的聪明,比如说纽约的白领和非洲的狩猎民族比较,能量代谢每天差不了多少,但是非洲狩猎民族的生活方式,他们的机体会把能量分配给重要的器官和活动,保证运动的需要,这样分配给炎症、焦虑和抑郁等非生理性必需活动的能量就少了。从能量分配的角度,我们可以看到这些能量供应少了,就减少了炎症、肥胖、焦虑这一系列的启动和运行。

所以,我们的祖先是不运动的,他们为了生存才去运动,在这个过程中间他们能去成功的狩猎,就有一个奖励系统。但是,现代人想调动奖励系统必须经过一个艰苦的过程,必须进入锻炼或运动的状态,3个月以后你才会把这些奖励系统调动起来,进入到一个享受运动的状态。所以,我们要记住这一点,一定要克服这个阶段。

小结:如何损失和获得微生命?

• 不良习惯每天可损失20个微生命-一生延长多达20年寿命

• 良好的生活习惯可获得11个微生命-一生延长多达10年寿命

• 每天损失一个微生命,一生寿命减少一年

• 其中,锻炼40分钟,可延长3个微生命-一生延长3年寿命

• 调节免疫系统

• 改善骨关节健康及功能

• 修复损伤、抗氧化、抗炎症、保护DNA端粒、修饰表观基因、清除垃圾、促进衰老细胞凋亡

• 但更重要的:锻炼,可抵抗及降低不良习惯带来的慢性疾病的风险,如:心血管疾病、糖尿病、癌症

• 锻炼促进神经系统健康(神经细胞再生、突触连接、健康因子)

• 锻炼有量效曲线(时间、能量)

锻炼可以促进神经系统的健康,改善我们的记忆力、判断力、空间识别能力等一系列能力,同时可以降低抑郁和焦虑。所以在运动过程中,我们的身体有一个身体和大脑的对话。锻炼可以通过降低疾病的发生风险和死亡风险,延长多达15年到20年的寿命。运动量降低死亡风险之间还有量效关系,最多可以降低70%的死亡风险。现在没有任一种药物可以降低这么多的死亡风险。如果有能降低10%的死亡风险的药物就已经是神药了,而锻炼本身可以把全因死亡风险降低70%。同时斯坦福大学通过22年的观察研究显示,锻炼人群比不锻炼人群的死亡风险可以降低4倍以上。所以,保护微生命、延长微生命的一个好的方法就是锻炼。

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