综述:有氧运动诱导的帕金森病体液生物标志物变化

【字体: 时间:2025年07月03日 来源:npj Parkinson's Disease 6.7

编辑推荐:

  这篇综述系统探讨了有氧运动通过调节神经营养因子(BDNF、GDNF、VEGF、IGF-1)、炎症标志物(TNF-α、IL-6、CRP)和神经内分泌指标(皮质醇、klotho)等生物标志物,对帕金森病(PD)产生的神经保护机制,为制定个体化运动方案提供了分子依据。

  

帕金森病的复杂性

作为第二大神经退行性疾病,帕金森病(PD)的病理特征表现为黑质多巴胺能神经元进行性丢失,伴随α-突触核蛋白(α-synuclein)异常聚集。疾病异质性显著,运动症状与多种非运动症状交织,现有药物治疗仅能缓解症状而无法延缓疾病进展。值得注意的是,神经退行性变可能源于线粒体功能障碍、蛋白酶体系统缺陷、氧化应激和神经炎症等多重机制。

运动与PD临床症状

临床研究证实,中等至高强度有氧运动(最大心率的50-85%)可显著改善PD患者运动功能,且存在剂量效应关系。为期6个月的高强度运动能逆转黑质区多巴胺转运体(DAT)可用性的下降,增加神经黑色素浓度。运动对认知功能的改善存在争议,但对非运动症状(如抑郁、睡眠障碍)的影响仍需更多证据。动物模型显示,运动通过促进多巴胺释放和突触可塑性发挥神经保护作用。

生物标志物在理解运动效应中的作用

根据NIH"BEST"资源分类,响应性生物标志物可客观评估运动干预效果。SPARX3临床试验正致力于识别PD患者运动响应的关键标志物。运动通过多重机制发挥效益:

运动诱导的神经营养/神经保护标志物变化

• BDNF:运动通过骨骼肌释放BDNF促进突触可塑性,PD患者血清BDNF水平与运动改善UPDRS-III评分显著相关
• GDNF:动物实验显示运动提升纹状体GDNF表达,但人类研究数据有限
• IGF-1:运动增强IGF-1信号通路,早期PD患者血清IGF-1升高可能为代偿机制
• VEGF:运动诱导的血管新生通过VEGF介导,6周有氧训练可使血液VEGF水平提升

新兴标志物如肌肉因子irisin通过血脑屏障直接上调海马BDNF表达;肝脏分泌的GPLD1通过外周-脑信号转导促进神经发生;线粒体去乙酰化酶SIRT3过表达可减少α-synuclein寡聚体形成;乳酸作为代谢信号分子参与运动诱导的神经血管耦合。

运动诱导的炎症标志物变化

慢性炎症是PD重要病理特征,运动可显著降低:
• TNF-α:8-12周高强度间歇训练使PD患者血液TNF-α水平降低34%
• IL-6:具有双重作用,既参与神经炎症又介导运动益处
• CRP:反映全身炎症状态,运动干预后降幅达28%
• IL-1β:NLRP3炎症小体激活产物,联合训练可降低其水平

趋化因子CX3CL1(fractalkine)和分子伴侣clusterin作为新兴标志物,可能参与运动介导的神经免疫调节。

运动诱导的神经内分泌标志物变化

• 皮质醇:6个月高强度有氧运动使轻度认知障碍患者血浆皮质醇降低19%
• Klotho:运动通过肌肉因子irisin上调klotho表达,其抗衰老作用可能延缓PD进展
• 胰岛素:运动改善脑胰岛素信号转导,减少α-synuclein异常磷酸化

运动对PD病理标志物的影响

α-synuclein种子扩增试验(SAA)检测灵敏度达88-97%,动物实验显示6-8周跑步训练可减少纹状体α-synuclein沉积。神经丝轻链(NfL)作为神经轴突损伤标志物,其运动响应性尚待验证。

结论

建立包含BDNF、TNF-α、klotho等标志物的响应谱,将有助于优化PD运动处方。未来需重点研究:①运动对前驱期PD生物标志物的影响 ②不同运动模式(抗阻vs有氧)的分子效应差异 ③急性与慢性运动反应的动态变化。生物标志物指导的个体化运动方案可能成为PD疾病修饰策略的重要组成部分。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号