《Brain and Behavior》:An Exploratory Study of the Short-Term Association of Resistance Training With Circulating Inflammatory Biomarkers, Plasma Brain-Derived Neurotrophic Factor, and Cognitive Function in Healthy Midlife Adults
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中文摘要翻译:
**背景**:中年时期可出现系统性低度炎症和轻微的执行功能衰退,但短期生活方式干预的研究仍不足。本单臂干预前后研究旨在检验为期4周的有监督抗阻训练项目是否与健康中年人循环炎症生物标志物、血浆脑源性神经营养因子(BDNF)及执行任务表现的变化
中文摘要翻译:
**背景**:中年时期可出现系统性低度炎症和轻微的执行功能衰退,但短期生活方式干预的研究仍不足。本单臂干预前后研究旨在检验为期4周的有监督抗阻训练项目是否与健康中年人循环炎症生物标志物、血浆脑源性神经营养因子(BDNF)及执行任务表现的变化相关联。
**方法**:筛选647名个体后,500名年龄50–65岁的健康成人进入为期4周、每周3次的有监督抗阻训练项目。在基线和最后一次训练后72小时完成评估。主要全队列结局包括血浆白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、BDNF、二项back准确率、二项back反应时间、Stroop干扰和Stroop准确率。依从性被前瞻性记录并归纳为≥11次(n=312)、10次(n=146)和<10次(n=42)。全队列分析作为主要分析,而符合方案、依从性分层和敏感性分析作为次要分析报告。
**结果**:在完整分析队列中,IL-6从2.83±1.60降至2.09±1.34 pg/mL,TNF-α从3.61±1.07降至3.12±0.96 pg/mL,BDNF从23.4±5.6升至26.1±6.2 ng/mL。相应的平均变化为IL-6 -0.74 pg/mL、TNF-α -0.49 pg/mL和BDNF +2.7 ng/mL,所有配对比较均具有统计学显著性。执行任务表现也改善,二项back准确率从83.7±8.9%升至87.6±7.2%,二项back反应时间从690±89降至652±82 ms,Stroop准确率从89.8±7.4%升至91.9±6.2%,Stroop干扰从238±47降至211±41 ms。次要依从性分层分析显示,完成≥11次训练的参与者生物标志物和认知变化数值更大,但由于依从性组非随机化,这些亚组结果仅作描述性解释。
**结论**:在健康中年成人中,为期4周的有监督抗阻训练项目与循环IL-6和TNF-α降低、血浆BDNF升高以及工作记忆和抑制控制表现的适度改善相关。这些发现反映的是队列内的前后关联而非比较疗效,且因单臂设计、缺乏中枢标志物和随访时间短,应谨慎解读。
论文解读文章:
**研究背景与问题**
中年时期(50–65岁)是系统性低度炎症和认知功能(特别是执行功能)微妙衰退的过渡阶段。尽管长期运动干预对炎症和认知有益,但短期(<6周)抗阻训练(resistance training, RT)对循环炎症生物标志物、神经营养因子及执行功能的影响尚缺乏系统研究。现有证据多来自动物模型、疾病人群或多模态干预,难以分离RT的独立贡献。此外,血浆脑源性神经营养因子(BDNF)作为外周神经营养标志物,其对标本处理敏感,且不能直接反映中枢神经生物学。本研究基于短期抗阻-炎症-认知耦合(STRICC)模型,旨在探索4周标准化RT方案能否在健康中年成人中同步改变循环炎症因子(IL-6、TNF-α)、血浆BDNF及工作记忆和抑制控制任务表现。
**研究设计与方法**
研究人员于中国广西钦州北部湾大学体育学院人体运动实验室开展单中心、单臂、干预前后研究。筛选647名社区成人,纳入500名年龄50–65岁、既往久坐(每周结构化运动<60分钟)、蒙特利尔认知评估(MoCA)≥26、BMI 18.5–29.9 kg/m
2的健康成人。参与者接受每周3次、共12次有监督的全身中等负荷RT(包括腿举、胸推、坐姿划船、高位下拉、自重深蹲和静态平板支撑),每次约50分钟,强度为60–70% 1RM,RPE 12–14。在基线和最后一次训练后72小时(上午7–9点,空腹≥10小时,避免运动/咖啡因/酒精12小时)采集空腹静脉血,采用高灵敏ELISA检测血浆IL-6、TNF-α和BDNF;同时进行2-back工作记忆任务和Stroop颜色-词干扰测试。主要结局为全队列(n=500)的IL-6、TNF-α、BDNF、2-back准确率/反应时间、Stroop干扰/准确率的变化。依从性分层为≥11次(n=312)、10次(n=146)、<10次(n=42)。统计分析采用配对t检验或Wilcoxon符号秩检验,并采用Benjamini-Hochberg FDR校正(q=0.05),效应量报告Cohen's d或匹配秩双列相关。
**研究结果**
**全队列生物标志物变化**:4周RT后,血浆IL-6从2.83±1.60降至2.09±1.34 pg/mL(Δ=-0.74,95%CI -0.81至-0.67,p=0.001),TNF-α从3.61±1.07降至3.12±0.96 pg/mL(Δ=-0.49,95%CI -0.56至-0.42,p=0.001),BDNF从23.4±5.6升至26.1±6.2 ng/mL(Δ=+2.7,95%CI 2.3至3.1,p=0.001)。
**认知任务表现**:2-back准确率从83.7±8.9%升至87.6±7.2%(Δ=+3.9%,p=0.001),2-back反应时间从690±89降至652±82 ms(Δ=-38 ms,p=0.001),Stroop准确率从89.8±7.4%升至91.9±6.2%(Δ=+2.1%,p=0.001),Stroop干扰从238±47降至211±41 ms(Δ=-27 ms,p=0.001)。错误率(遗漏和误报)也显著下降。
**生物标志物与认知变化的关联**:BDNF变化与2-back准确率(r=0.26)、Stroop准确率(r=0.14)正相关,与2-back反应时间(r=-0.17)负相关;IL-6变化与2-back准确率(r=0.18)和Stroop干扰(r=0.12)弱相关;TNF-α变化相关性较弱。
**依从性分层分析**:完成≥11次训练的参与者表现出最大的生物标志物和认知改善(IL-6 Δ=-0.85,TNF-α Δ=-0.53,BDNF Δ=+3.1,2-back准确率 Δ=+7.6%,Stroop干扰 Δ=-110.4 ms);完成10次者次之;<10次者改善最小。线性回归显示,依从次数(0–12)与IL-6(β=-0.312)、TNF-α(β=-0.271)变化负相关,与BDNF(β=+0.296)正相关(均p<0.001)。
**年龄和性别亚组**:年龄50–57岁和58–65岁两组的生物标志物和认知变化方向一致,性别间无显著差异。
**基线IL-6三分位和MoCA分层**:不同基线IL-6水平的认知改善幅度相似(p>0.05);不同MoCA层级(26–27 vs 28–30)的生物标志物变化也相近。
**敏感性分析**:符合方案(≥10次,n=458)与全队列结果差异小(如IL-6 Δ=-0.74 vs -0.68,p=0.024);排除异常值(±3SD)后结果稳定;缺失数据插补后估计值接近。
**讨论与结论**
本研究表明,4周有监督RT与健康中年人循环IL-6和TNF-α降低、BDNF升高以及工作记忆和抑制控制任务表现的适度改善相关。72小时采样间隔排除了急性运动后细胞因子激增,提示为静息状态下调。然而,由于单臂设计,无法排除练习效应、期望或时间效应,且血浆标志物不能反映中枢神经炎症或突触可塑性。依从性分层结果提示暴露完成度与变化幅度相关,但非随机分配,不能解释为剂量-反应效应。研究局限包括:无对照组、随访期短、仅测量外周标志物、未评估中枢指标。未来需随机对照试验、多次采样和中枢相关测量以确证机制和持久性。结论:短期RT可伴随外周炎症标志物下降、BDNF升高及执行功能改善,但需谨慎解读,不能断言因果关系或临床预防效益。
该论文发表于《Brain and Behavior》。