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为探究体育锻炼对大脑废物清除的影响，研究人员对健康志愿者开展研究。通过非侵入性磁共振成像（MRI）技术发现，12 周长期锻炼可显著增加壳核处类淋巴流入、脑膜淋巴管（mLVs）大小和流量，且血浆蛋白质组学有相关变化，这对认知保护有重要意义。
在大脑的奇妙世界里，废物清除就像一场至关重要的 “清洁行动”。近十年来，随着类淋巴系统和脑膜淋巴管（mLVs）的发现，人们对大脑废物清除机制有了新认识。类淋巴系统通过围绕血管的通道，将间质液（ISF）中的有毒蛋白质运输到脑脊液（CSF），而脑脊液中的废物最终经脑膜淋巴管排入颈部深淋巴结，以此维持中枢神经系统（CNS）的稳定。然而，一旦这些清除系统受损，有毒蛋白质就会在大脑中堆积，如淀粉样 β 蛋白、α - 突触核蛋白和磷酸化 tau 蛋白等，进而引发神经退行性疾病的发展。
此前研究虽表明体育锻炼、良好睡眠等生活习惯可能增强大脑废物清除功能，但体育锻炼对人类大脑废物清除的具体影响尚未明确。于是，首尔国立大学医学院等机构的研究人员开展了相关研究，旨在定量评估体育锻炼对类淋巴和脑膜淋巴管流动的影响，研究成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：招募健康志愿者，随机分为单次锻炼组和长期锻炼组；利用静脉注射对比剂增强的动态 T1 映射、静脉注射对比剂增强的黑血（BB）成像和 IR - ALADDIN 技术，对志愿者大脑进行非侵入性磁共振成像（MRI）扫描；采集锻炼前后的血浆样本，运用数据非依赖采集（DIA）技术进行蛋白质组分析。
研究结果
- 参与者特征：47 名符合条件的参与者中，10 人因各种原因被排除，最终单次锻炼组有 21 人，长期锻炼组有 16 人。两组在年龄、性别、身高、体重和最大摄氧量（VO2max）等方面无显著差异。
- 锻炼前后血压、心率及相关流动变化： 两组锻炼前后收缩压、舒张压、平均动脉压和心率均无显著变化。长期锻炼组锻炼后，壳核处的ΔT1influx显著增加；单次锻炼组壳核处的ΔT1influx及两组壳核处的ΔT1efflux在锻炼前后无显著差异，两组大脑皮层的ΔT1influx和ΔT1efflux锻炼前后也无显著差异。长期锻炼组锻炼后，用 BB 成像测量的脑膜淋巴管感兴趣区域（ROI）大小显著增加，用 IR - ALADDIN 成像测量的结果趋势相似；单次锻炼组锻炼前后该区域大小无显著变化。长期锻炼组锻炼后，平均信号变化百分比（PSC）和脑膜淋巴管流量显著增加；单次锻炼组锻炼前后这两项指标无显著差异。
- 差异表达蛋白与相关指标的相关性： 对 37 人锻炼前后的血浆样本进行蛋白质组分析，在单次锻炼组中鉴定出 26 种差异表达蛋白（DEPs），长期锻炼组中鉴定出 17 种，其中 2 种在两组中均有变化。在长期锻炼组特有的 15 种变化蛋白中，5 种上调，10 种下调。下调的蛋白中，S100A8、S100A9、DEFA1A3 和 PSMA3 与ΔTlinflux呈显著负相关；上调的 J 链与脑膜淋巴管 PSC 呈正相关。
研究结论与讨论
本研究通过多种非侵入性 MRI 技术，证实了长期体育锻炼能显著增强大脑废物清除系统的功能，增加类淋巴流入和脑膜淋巴管流量。这一结果可能与体育锻炼增加脑动脉顺应性、减轻炎症反应有关。炎症相关蛋白 S100A8、S100A9、DEFA1A3 和 PSMA3 的下调，以及免疫相关蛋白 J 链的上调，都支持了这一观点。同时，长期锻炼可能影响大脑淋巴管生成，减少炎症，从而增加脑膜淋巴管流量。
此前研究表明，体育锻炼能降低痴呆风险、减缓认知能力下降，但具体机制不明。本研究则提供了有力证据，表明增加类淋巴和脑膜淋巴管流量可能是体育锻炼对认知产生神经保护作用的潜在机制，凸显了长期规律锻炼对普通人群和痴呆患者的重要性。
不过，该研究也存在一些局限性。样本量较小且参与者相对年轻健康，可能影响研究结果的普遍性；仅研究了一种锻炼方式（自行车测力计锻炼）；对参与者是否遵守避免摄入咖啡因和酒精的要求未严格监测，可能存在混杂因素影响研究结果。未来研究需要扩大样本量、涵盖更广泛年龄范围，并探索多种锻炼方式对大脑废物清除系统的影响 。总体而言，这项研究为大脑废物清除机制和体育锻炼的神经保护作用提供了新的见解，为预防和治疗神经退行性疾病开辟了新的研究方向。
