高强度力量与耐力运动对年轻及老年男性认知生物标志物的急性影响：一项交叉对照研究

本研究针对运动对神经认知生物标志物的急性调控机制尚不明确的问题，由挪威科技大学团队开展了一项交叉对照试验，通过分析血清Klotho、BDNF和GPLD1水平及骨骼肌基因表达，发现单次高强度力量训练（ST）和间歇训练（HIIT）均可显著提升三种认知相关蛋白的循环水平，且不受年龄和性别影响。该研究为运动改善脑健康提供了新的分子证据，对神经退行性疾病的非药物干预具有重要启示。

　　

运动与脑健康的分子密码：高强度训练如何激活认知保护机制？

随着全球老龄化加剧，认知衰退已成为重大公共卫生挑战。有趣的是，运动被证明是改善脑功能的"天然药物"——它能促进神经发生、增强突触可塑性，甚至延缓认知退化。然而，这种神奇效果背后的分子机制始终蒙着神秘面纱。近年来，科学家们发现某些"运动因子"（exerkines）可能在运动与认知改善之间扮演关键信使角色，其中脑源性神经营养因子（BDNF）的研究较为深入，但Klotho和糖基磷脂酰肌醇特异性磷脂酶D1（GPLD1）这两种与抗衰老和神经发育密切相关的蛋白，其在运动中的动态变化却鲜为人知。更关键的是，不同运动方式（如力量训练vs有氧运动）对这些生物标志物的影响是否存在差异？年龄和性别是否会调节这种效应？这些问题直接关系到个性化运动处方的制定。

挪威科技大学医院的研究团队在《Journal of Translational Medicine》发表了一项精巧的交叉对照研究。他们招募了19名年轻女性、20名年轻男性和14名老年男性，让所有受试者先后完成下肢力量训练（ST，4组8-10次80%1RM腿举）和跑步机高强度间歇训练（HIIT，4组4分钟90-95%HR_max）。研究人员在运动前、运动后即刻、3小时和24小时采集血液样本，检测血清Klotho、BDNF和GPLD1浓度（经血浆体积变化校正），并对22名志愿者亚组进行股外侧肌活检，分析mRNA表达变化。

关键技术方法
研究采用自身交叉设计消除个体差异，通过ELISA检测血清生物标志物，实时荧光定量PCR分析骨骼肌基因表达。最大摄氧量（VO_2max）通过心肺运动测试评估，力量水平以腿举1RM测定。所有运动均在标准化实验室环境下进行，血液采样时间严格控制在上午8-10点以避免昼夜波动。

血清水平动态变化

• Klotho：ST和HIIT均引起显著升高（ST后年轻男性增幅20.7%，HIIT后13.3%），峰值出现在运动后即刻，24小时后回落至基线以下。老年组虽基线较低，但升高幅度与年轻人相当。
• BDNF：两种运动模式均诱发即刻升高（年轻女性ST后增加23.8%），但老年组基线水平显著高于年轻人（约高7893 pg/mL）。
• GPLD1：年轻组在运动后3小时出现峰值（HIIT后年轻男性升高60%），而老年组反应较弱。

骨骼肌基因表达

• Klotho mRNA在运动后24小时内持续上调
• BDNF和GPLD1 mRNA则呈现下调趋势，提示肌肉可能通过旁分泌而非自分泌方式影响循环水平

研究结论与意义
这项研究首次系统揭示了ST和HIIT对Klotho、BDNF和GPLD1的差异化调控模式：Klotho和BDNF呈现"快速释放"特征，而GPLD1则表现出"延迟响应"。更值得注意的是，尽管老年人基线Klotho水平较低，但其运动诱导的升高能力与年轻人无异，这为运动延缓衰老提供了分子依据。骨骼肌基因表达数据则暗示，这些蛋白可能通过多组织网络协同响应运动刺激。

从转化医学角度看，该研究证实了单次高强度运动即可激活多种神经保护通路，且这种效应不受年龄限制。这为开发针对认知障碍的运动处方提供了重要靶点——例如，结合HIIT的快速BDNF升高和ST的持续Klotho刺激，可能优化神经保护效果。未来研究可进一步探索这些生物标志物变化与认知功能改善的直接关联，以及长期运动训练对基线水平的累积影响。正如Carolin Haberstroh Bekkos和Mats Peder Mosti团队所展示的，解开运动与脑健康的分子对话，或许能为我们对抗认知衰退打开一扇新的大门。