当人们想到锻炼的好处时，大多数人会想到更强壮的肌肉、更健康的心脏或减重。但还有一种你可能看不到的强大益处——更敏锐的思维。最新研究表明，定期进行耐力运动不仅有助于身体，还能保护大脑，即使大脑最重要的燃料之一缺失，也能维持其功能。
肝脏、酮体与大脑活力之间的联系
大脑需要大量能量才能良好运作。其中大部分能量来自葡萄糖——一种糖类。但当葡萄糖耗尽，尤其是在长时间禁食或剧烈运动期间，肝脏就会介入。它会产生一种叫做酮体的分子，作为大脑的备用燃料。
这些酮体不仅为神经元提供能量，还帮助学习、记忆和整体大脑健康。那么，如果肝脏无法产生足够的酮体会发生什么呢？来自密苏里大学哥伦比亚分校的研究人员就试图回答这个问题——而他们的发现令人惊讶。
在这项研究中，科学家阻断了年轻健康雌性大鼠的酮体生成。他们通过减少一种名为HMGCS2的肝脏酶来实现这一点。这种酶启动了酮体的生成过程。随后，这些大鼠要么进行一次跑步训练，要么每周五天在跑步机上进行四周的训练。
酮体缺乏损害大脑功能
HMGCS2酶水平较低的大鼠在运动后无法产生足够的酮体。结果，即使在锻炼后，它们血液中的酮体水平仍然很低。
这种酮体缺乏对大脑产生了重大影响。仅仅一次锻炼后，负责决策和记忆的额叶皮层显示出较少的健康线粒体活动迹象。线粒体就像细胞中的发电厂。当它们无法正常工作时，细胞失去能量并开始衰退。
在酮体生成受损的大鼠中，研究人员还发现其大脑线粒体的功能显著下降。在长期运动后，大脑产生能量的能力在某些情况下下降了一半以上。
但能量问题并不是唯一的问题。这些大鼠在记忆测试中的表现也更差。它们的空间记忆——记住和导航地点的能力——变弱了。与突触可塑性（大脑学习和适应的方式）相关的蛋白质水平也降低了。
锻炼仍能保护大脑
然后出现了令人惊讶的结果。即使这些大鼠无法产生足够的酮体，那些定期锻炼的大鼠的大脑功能仍优于那些不锻炼的同类。
锻炼似乎弥补了酮体的缺失。连续四周在跑步机上跑步的大鼠显示出更强的记忆力和更多的大脑可塑性迹象。尽管肝脏无法产生足够的酮体，它们的线粒体功能也有所改善。
科学家们原本认为，如果没有酮体，锻炼将无法提供帮助。但结果却显示，锻炼本身具有足够强大的大脑增强效应，足以克服酮体短缺。
“在进行研究之前，我们认为酮体减少以及由此引起的认知障碍可能会让运动无法克服这种障碍，”博士后研究员泰勒·凯尔蒂（Taylor Kelty）表示。“但看起来运动是如此强大，大脑中存在其他机制可以让它绕过这些障碍，并仍然从运动中获得益处。”
更深入地了解肝脏与大脑的联系
这项研究突出了你身体系统之间深刻的联系。尽管肝脏和大脑相距甚远，但一个器官发生的变化会强烈影响另一个器官。如果肝脏无法正常工作——比如无法生成酮体——大脑就会受到影响。当你考虑到损害肝脏的疾病时，这种联系就更加重要了。患有严重肝病的人常常在记忆和思维方面遇到困难。这项新研究或许能解释其原因。
“如果肝脏中的酮体生成被打断，它可能是认知能力下降的潜在原因，最终导致痴呆等疾病，”凯尔蒂表示。这个新兴领域——通常被称为肝脏-大脑研究——正引起越来越多的关注。它表明肝脏问题可能会增加患阿尔茨海默病等疾病的风险。
随着到2060年预计患阿尔茨海默病的美国人数量将翻倍以上，了解肝脏在大脑健康中的作用可能有助于开发新的预防记忆丧失的方法。
锻炼作为大脑健康工具
那么，这一切对你意味着什么？首先，它证实了许多专家一直相信的观点：定期的身体活动有助于你的大脑。但现在，研究人员对它如何发生有了更多的了解。
即使肝脏无法产生足够的酮体，运动仍然可以改善大脑功能。这意味着体育活动通过多种途径起作用。它并不依赖单一的化学物质或分子。相反，运动触发了一系列有益的变化——从更好的血液循环到大脑细胞修复的增强。
“这项研究凸显了运动如何以多种方式有益于身体，即使我们尚未完全理解所有分子机制，”共同领导这项研究的R·斯科特·雷克托（R. Scott Rector）教授表示。“即使我们移除了一条通路，运动仍然在做许多其他事情来帮助缓解这些缺陷。”
这项研究对于有肝脏疾病的人来说也是一个好消息。虽然肝脏疾病会减少酮体水平并可能导致记忆问题，但运动可能有助于保护大脑，即使肝脏无法正常工作。
“我们还有很多尚未揭开的谜题，而在密苏里大学拥有的先进资源和跨学科合作让我们对这项研究的未来感到兴奋，”凯尔蒂补充道。“锻炼可能是保持大脑健康拼图中的关键一块。”
大脑健康研究的未来
研究人员希望他们的工作能引导未来的研究，探索肝脏问题如何影响大脑，以及运动如何帮助人们在年老时保持思维敏锐。拥有超过20年研究经验的雷克托表示，大学和其他组织的支持使得像这样的研究成为可能。“我们希望我们的工作最终将帮助未来的许多人，”他说。
随着科学揭示更多关于身体不同部位如何影响大脑健康的信息，一个信息已经明确：如果你想保持思维敏锐，就要保持运动。定期进行耐力运动可能是你拥有的最佳工具之一——即使在困难重重的情况下也是如此。
研究结果已在《生理学杂志》在线发表。
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