当人们思考运动的好处时，大多数人会想到更强壮的肌肉、更健康的心脏或体重减轻。然而，还有一种强大的益处可能并不明显——那就是更敏锐的思维。最新研究表明，规律的耐力运动不仅有助于身体健康，还能保护大脑，即便大脑最重要的能量来源之一缺失时也是如此。
肝脏、酮体与脑力之间的联系
大脑需要大量能量才能正常运作，大部分能量来自葡萄糖（一种糖类）。但当葡萄糖不足时，特别是在长时间未进食或剧烈运动期间，肝脏便会介入，生成一种名为酮体的分子，作为大脑的备用燃料。
这些酮体的作用不仅仅是为神经元提供能量，它们还对学习、记忆以及整体大脑健康有帮助。那么，如果肝脏无法生成足够的酮体，会发生什么呢？这正是密苏里大学哥伦比亚分校（University of Missouri Columbia）研究人员试图解答的问题，而研究结果令人惊讶。
在研究中，科学家通过减少一种名为HMGCS2的肝脏酶来阻止健康年轻雌性大鼠生成酮体。这种酶启动了酮体生成的过程。随后，这些大鼠要么进行一次跑步训练，要么每周五天、连续四周在跑步机上进行训练。
酮体缺乏损害大脑功能
那些HMGCS2酶水平较低的大鼠在运动后无法生成足够的酮体，导致其血液中的酮体水平即使在锻炼后仍然保持低位。
这种酮体缺乏对大脑产生了显著影响。仅在一次运动后，负责决策和记忆的额叶皮层区域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挣扎。
此外，在酮体生成受损的大鼠中，研究人员还观察到其脑线粒体功能显著下降。经过长期运动后，大脑产生能量的能力在某些情况下下降了一半以上。
然而，能量问题并非唯一的影响。这些大鼠在记忆测试中的表现也较差，尤其是空间记忆——即记住和导航地点的能力——变得较弱。与突触可塑性相关的蛋白质（大脑学习和适应的方式）水平也有所降低。
运动仍能保护大脑
接着，出现了令人意外的结果。尽管这些大鼠无法生成足够的酮体，但那些定期运动的大鼠相比不运动的大鼠仍然表现出更好的大脑功能。
运动似乎弥补了酮体的缺失。连续四周在跑步机上训练的大鼠展现出更强的记忆力和更多大脑可塑性的迹象。尽管肝脏无法生成足够的酮体，它们的线粒体功能也有所改善。
科学家原本预计，在没有酮体的情况下，运动将无法发挥作用。然而，他们发现运动本身具有足够的促进大脑的效果，可以克服酮体短缺。
“在进入研究之前，我们认为如果酮体减少并且引发认知障碍，运动可能无法克服这种损伤，”博士后研究员Taylor Kelty表示，“但事实证明，运动的力量如此强大，以至于大脑中还有其他机制能够绕过这些障碍，并从中获得运动的好处。”
深入探讨肝脑联系
这项研究强调了身体各系统之间的紧密联系。尽管肝脏和大脑相距甚远，其中一个器官的情况会强烈影响另一个。如果肝脏无法正常完成其任务（如生成酮体），大脑可能会受到影响。这一联系在考虑损害肝脏的疾病时尤为重要。患有严重肝病的人常常在记忆和思维方面遇到困难。这项新研究可能有助于解释原因。
“如果肝脏中的酮体生成受到干扰，这可能是认知衰退的潜在原因，最终导致痴呆等疾病，”Kelty说。这一新兴领域——通常被称为肝脑研究——正在引起关注。它表明肝脏问题可能增加阿尔茨海默病等疾病的风险。
据预测，到2060年，美国患阿尔茨海默病的人数将增加一倍以上。了解肝脏在大脑健康中的作用可能为预防记忆丧失提供新的途径。
运动作为大脑健康的工具
那么，这对普通人意味着什么？首先，它确认了许多专家长期以来的观点：规律的身体活动有益于大脑。但现在，研究人员对这一过程背后的机制有了更深入的理解。
即使在肝脏无法生成足够酮体的情况下，运动仍能提升脑力。这意味着身体活动通过多种途径起作用，不依赖单一化学物质或分子。相反，运动触发了一系列有益变化——从改善血流到增强脑细胞修复。
“这项研究突显了运动在多方面有益于身体，即使我们尚未完全理解所有涉及的分子机制，”共同领导研究的R. Scott Rector教授表示，“即使去除一个路径，运动仍在做许多其他事情，从而缓解这些缺陷。”
对于患有肝脏疾病的人来说，这也是个好消息。虽然肝病可能降低酮体水平并可能导致记忆问题，但运动或许能在肝脏无法支持的情况下保护大脑。
“还有很多我们尚未揭开的秘密，借助密苏里大学（Mizzou）的尖端资源和跨学科合作，想想这项研究未来可能带我们走向何方，真是令人兴奋，”Kelty补充道，“运动可能是保持大脑健康的关键因素之一，尤其是在我们衰老的过程中。”
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老年时保持思维敏捷。Rector教授从事研究已超过20年，他表示，大学和其他组织的支持使此类研究成为可能。“我们希望我们的工作最终能帮助许多人，”他说。
随着科学对身体不同部分如何影响大脑健康的了解不断深入，一个信息已经明确：如果你想保持头脑清晰，就请坚持运动。规律的耐力运动可能是你拥有的最佳工具之一——即使面对不利条件。
研究结果已在线发表于《生理学杂志》（Journal of Physiology）。
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