徐 暢，周成林，馬 陽

機(jī)體衰老過程中，認(rèn)知功能隨齡性衰退最明顯，從腦無病變無癥狀到大腦改變無明顯癥狀，逐步發(fā)展成輕度認(rèn)知功能障礙（Mild Cognitive Impairment，MCI）和嚴(yán)重認(rèn)知功能障礙——阿爾茨海默?。ˋlzheimer disease，AD）。流行病學(xué)研究指出，老年人群中MCI患病率高達(dá)10%～30%［2］，年均15%的MCI可轉(zhuǎn)化為AD［72］。AD患者認(rèn)知功能受損且伴有嚴(yán)重的行為異常，已經(jīng)成為繼心腦血管病、惡性腫瘤之后危害老年人生命質(zhì)量的主要疾病之一。因此，老年人認(rèn)知功能衰退的預(yù)防和早期干預(yù)，是近年來學(xué)者們關(guān)注的一個(gè)重要問題。

認(rèn)知功能衰退（Cognitive Decline），是指人腦加工、儲存和提取信息的能力下降現(xiàn)象，表現(xiàn)在學(xué)習(xí)記憶、認(rèn)知加工速度、執(zhí)行功能、語言理解表達(dá)等方面。不同認(rèn)知功能具有年老化差異性，記憶力衰退是最常見的老化現(xiàn)象，而執(zhí)行功能是個(gè)體有效啟動并完成意圖性活動的能力，不僅與老年人日常生活聯(lián)系最為緊密，同時(shí)還是許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的前期基礎(chǔ)。此外，相對于其他認(rèn)知能力，記憶力衰退最早出現(xiàn)，執(zhí)行功能下降最為明顯，故相關(guān)研究多聚焦于這兩個(gè)認(rèn)知功能子成分。腦衰老形態(tài)功能學(xué)研究表明，突觸及樹突具有可塑性，在正常腦衰老過程中，特定腦區(qū)（如海馬等）神經(jīng)元聯(lián)接會出現(xiàn)一定程度消失，但依靠突觸和樹突形成的新環(huán)路可以有效補(bǔ)償由其帶來的神經(jīng)結(jié)構(gòu)缺陷［76］。這一結(jié)構(gòu)的改變與修復(fù)為認(rèn)知功能衰退干預(yù)提供了重要依據(jù)。

老年人認(rèn)知功能衰退的發(fā)生發(fā)展受很多因素作用，如圖1分析可發(fā)現(xiàn)，上述因素可分為人為可控和非人為控制兩類，如受教育程度和職業(yè)類型是認(rèn)知功能的保護(hù)因素［42］，體力活動缺乏、不合理膳食和吸煙等不良生活方式可加速認(rèn)知 損 害［9，69，84］。積 極 體 力 活 動 與 合 理 膳 食 結(jié) 構(gòu) 被譽(yù)為健康生活方式的兩大重要組成部分，然而，生活方式如何才能推遲腦衰老的發(fā)生和延緩認(rèn)知功能衰退的速度呢？體力活動與膳食結(jié)構(gòu)等因素間是否互為影響？為此，本文就體力活動和膳食結(jié)構(gòu)對老年人認(rèn)知功能衰退的影響機(jī)制進(jìn)行探討，以期為制定認(rèn)知功能衰退干預(yù)策略、提升老年人生命質(zhì)量提供參考與借鑒。

圖1 認(rèn)知功能衰退發(fā)生發(fā)展的影響因素Figure 1. The Factors Affecting the Onset and Development of Cognitive Function Decline

1 體力活動對老年人認(rèn)知功能的影響

體力活動（physical activity，PA）是任何由骨骼肌收縮引起的能量消耗高于休息狀態(tài)的身體運(yùn)動，日常生活中的體力活動包含工作、家務(wù)勞動、體育鍛煉和娛樂活動等內(nèi)容。積極的體力活動可有效延緩老年人認(rèn)知功能的衰退，但是體力活動的方式、活動量、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間及能量消耗等協(xié)同因素是“劑量效應(yīng)”的關(guān)鍵，相關(guān)研究成果聚焦在以下3個(gè)方面。

1.1 體力活動方式對認(rèn)知功能的影響

研究者們探討了有氧運(yùn)動、無氧運(yùn)動和身心運(yùn)動等體力活動方式的影響效果，其中針對有氧運(yùn)動的研究較多。大量實(shí)證研究表明，快步走、騎車、慢跑、舞蹈、游泳等有氧運(yùn)動會對老年人認(rèn)知功能產(chǎn)生正性影響［33、75］。Laura D.Baker等（2010）［49］對55～85歲 MCI患者6個(gè)月有氧運(yùn)動和拉伸運(yùn)動干預(yù)的對比研究得出，與拉伸運(yùn)動組相比，有氧運(yùn)動組被試完成symbol digit modality任務(wù)120s內(nèi)回答正確數(shù)目明顯增加（P＝0.05），Verbal Fluency任務(wù)正確率明顯提高（P＝0.01），Trails B任務(wù)反應(yīng)時(shí)間明顯縮短（P＝0.04）。另一項(xiàng)針對179名58～81歲健康老年人研究也表明，為期1年的有氧運(yùn)動干預(yù)在提高執(zhí)行功能方面發(fā)揮重要作用，其中142名被試干預(yù)后背外側(cè)前額皮質(zhì)灰質(zhì)體積顯著增加，為有氧運(yùn)動與執(zhí)行功能的中間調(diào)節(jié)變量，有氧運(yùn)動可能通過延緩特定區(qū)域腦萎縮進(jìn)而影響認(rèn)知功能［88］。游泳運(yùn)動因具有全身參與、心肺功能和關(guān)節(jié)承受壓力小、運(yùn)動損傷發(fā)生率低等特點(diǎn)深受老年人群喜愛。一些研究考察了游泳（封閉式）與網(wǎng)球、乒乓球和籃球等開放式運(yùn)動項(xiàng)目對認(rèn)知功能的影響差異，結(jié)果表明開放式運(yùn)動組在執(zhí)行Go／NoGo、Stop－signal任務(wù)的反應(yīng)速度、準(zhǔn)確性更好，N2成分潛伏期更短，波幅更大，具有更好的抑制控制 能 力［26，86］。

以肌肉力量訓(xùn)練為代表的無氧運(yùn)動能夠提升正常認(rèn)知老年人的注意力和工作記憶［67］。Teresa 等（2010）［81］將155名65～75歲婦女隨機(jī)分為每周1次、每周2次阻力活動組和控制組。每次課程時(shí)間60min，包括熱身、阻力訓(xùn)練內(nèi)容和放松3個(gè)環(huán)節(jié)，采用Stroop任務(wù)考察被試選擇注意和沖突化解能力。研究結(jié)果表明，12個(gè)月阻力活動干預(yù)對老年女性的選擇注意和沖突化解能力產(chǎn)生積極影響（P＝0.03），每周1次和每次2次阻力活動干預(yù)分別提高Stroop任務(wù)表現(xiàn)12.6%和10.9%，而控制組則下降0.5%。然而，也有一些研究中未能發(fā)現(xiàn)大肌肉群力量和平衡能力訓(xùn)練對老年人任務(wù)轉(zhuǎn)換能力的正性作用，可能與被試基礎(chǔ)水平差異度大、干預(yù)周期過短和樣本量小等因素有關(guān)［45、55］。由此，Patrick（2010）運(yùn)用 Meta技術(shù)對29項(xiàng)實(shí)證研究（總樣本量達(dá)2 049名）進(jìn)行元分析得出，有氧與無氧運(yùn)動相結(jié)合的綜合干預(yù)對老年人注意力、工作記憶保護(hù)和改善效果強(qiáng)于單獨(dú)有氧或無氧運(yùn)動干預(yù)，原因可能是綜合干預(yù)方式更有助于降低心腦血管危險(xiǎn)因素（如高血壓等），緩解腦白質(zhì)退化和腦組織缺血缺氧［61］。

以太極拳、瑜伽、氣功等代表的身心活動因擁有有氧、力量和柔韌的綜合特點(diǎn)而被國內(nèi)外研究者關(guān)注。張楠楠等（2006）［5］選擇53名練習(xí)太極拳活動半年以上的健康中老年人為鍛煉組，48名無體育鍛煉習(xí)慣為對照組。認(rèn)知功能評定包括平均反應(yīng)時(shí)、最佳反應(yīng)時(shí)、手腳協(xié)調(diào)技能、手臂穩(wěn)定性、記憶能力、注意集中時(shí)間、注意分散次數(shù)和表象旋轉(zhuǎn)。兩組被試分為45～54歲、55～64歲、65～74歲3個(gè)年齡段進(jìn)行比較，鍛煉組按鍛煉年限分為≤3年、4～6年、≥7年進(jìn)行組內(nèi)比較，93人進(jìn)入結(jié)果分析。結(jié)果表明，兩組被試的認(rèn)知能力均有隨齡衰退趨勢，鍛煉組3個(gè)年齡段各個(gè)指標(biāo)（最佳反應(yīng)時(shí)除外）均優(yōu)于對照組（P＜0.05）；鍛煉年限長者的認(rèn)知能力評分均優(yōu)于鍛煉年限短者（P＜0.05）?？梢?，長期進(jìn)行太極拳練習(xí)有利于老年人的認(rèn)知保 護(hù)和 促 進(jìn)［51，53，80］。

綜上可以認(rèn)為，不同方式的體力活動對老年人認(rèn)知功能保持有積極影響作用。

1.2 中等（負(fù)荷的）體力活動對老年人認(rèn)知功能影響效果

體力活動之所以能夠延緩老年人認(rèn)知功能衰退，是通過體力活動促進(jìn)機(jī)體的能量代謝過程，而要達(dá)到能量代謝的增強(qiáng)，必須適度負(fù)荷才能實(shí)現(xiàn)。相關(guān)研究成果表明，長期堅(jiān)持中等強(qiáng)度體力活動能夠有效保護(hù)認(rèn)知功能，并能降低老 年 人 患 MCI或 AD 的 危 險(xiǎn) 系 數(shù)［82、93］。Boucard等（2012）結(jié)合體力活動問卷和佩戴活動記錄器獲取過去和當(dāng)前體力活動參與數(shù)據(jù)，然后以兩個(gè)變量的z－score來界定和控制運(yùn)動強(qiáng)度和能量消耗。研究表明，短時(shí)中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動干預(yù)能有效提高老年人抑制控制（Flanker任務(wù)）能力、干預(yù)組 P3電位潛伏期較控制組明顯縮短［12，44］、從事中、高強(qiáng)度體力活動被試大腦左尾部激活容量與低強(qiáng)度相比增加25%，從而促進(jìn)認(rèn)知功能［74］。然而，也有部分研究提出，高強(qiáng)度體力活動易引起運(yùn)動疲勞，會選擇性地?fù)p害執(zhí)行功能［83］。鑒于此，多數(shù)研究推崇老年人群從事中等強(qiáng)度體力活動較為合理。Patrick J Smith（2009）［61］對運(yùn)動干預(yù)周期在6周～18個(gè)月不等的實(shí)證研究進(jìn)行元分析得出，干預(yù)周期的長短與老年人注意力和處理速度的提高程度相關(guān)，干預(yù)周期越長，其注意力和處理速度提高幅度越大，少于12周的干預(yù)不足以產(chǎn)生改善認(rèn)知功能的效果［55、75］。

1.3 體力活動有效延緩老年人執(zhí)行功能和記憶力的衰退

機(jī)體在隨齡衰老過程中，身體機(jī)能常以反應(yīng)速度和體能減退為早期表現(xiàn)，而認(rèn)知功能則多以記憶力和執(zhí)行功能衰退為早期表現(xiàn)。Kramer（1999）提出，體力活動對老年人執(zhí)行功能影響最為明顯的假說［47］，相關(guān)學(xué)者開展了一系列實(shí)證研究。Colcombe等（2004）［18］通過對18項(xiàng)隨機(jī)控制實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)行元分析得出，有氧運(yùn)動對執(zhí)行功能任務(wù)影響最為明顯，影響效應(yīng)ES值為0.68，而控制任務(wù)、空間任務(wù)、速度 任 務(wù) 分 別 為 0.46、0.42、0.27。Matthews 等（2008）［53］的研究發(fā)現(xiàn)，10個(gè)月太極拳練習(xí)顯著提高了老年人（平均76.5歲）的連線和畫鐘測試成績。由于數(shù)字－符號替換成績改變不顯著，這一結(jié)果提示，太極拳訓(xùn)練可以促進(jìn)執(zhí)行功能，但不能提高一般認(rèn)知功能。這與Ann等（2008）［7］和 Taylor－Piliae等（2010）［80］研 究 發(fā) 現(xiàn)，體 力 活 動對執(zhí)行功能改善效果更好的結(jié)論一致，并提示digit－letter、plus－minus、Stroop、Erikson Flanker、Go／NoGo、Stop－signal、verbal－spatial running span、the n－back task等是執(zhí)行功能評價(jià)的敏感指標(biāo)，它們與注意集中、信息加工和行為控制等心理活動有關(guān)。

Erickson等（2009）［20］在發(fā)現(xiàn)老年人體適能水平與左（t＝5.45；β＝0.45；P＜0.001）、右（t＝4.38；β＝0.36；P＜0.001）側(cè)海馬容量呈顯著正相關(guān)后，進(jìn)一步探討了1年步行干預(yù)對120名改編版 MMSE得分不低于51分、55～80歲老年人空間記憶的影響作用，結(jié)果表明，步行干預(yù)組被試左、右海馬區(qū)容量分別增加2.12%和1.97%，控制組被試分別減少1.40%和1.43%，并選擇性激活了前海馬區(qū)包括齒狀回、菌絲層和CA1分支；血液中BDNF含量變化、空間記憶任務(wù)完成準(zhǔn)確率與左、右海馬容量變化呈顯著正相關(guān)（r＝0.36，r＝0.37，P＜0.01）。對于非 AD老年人而言，海馬容量每年以1%～2%的比例萎縮，從而大大增加了罹患MCI和AD的危險(xiǎn)。上述研究的結(jié)果提示，有氧運(yùn)動干預(yù)可有效增加海馬容量2%左右，相當(dāng)于健康無積極運(yùn)動習(xí)慣老年人海馬容量1～2年的正常衰退速率。

2 膳食結(jié)構(gòu)對老年人認(rèn)知功能的影響

膳食結(jié)構(gòu)與老年人認(rèn)知功能關(guān)系密切，相關(guān)研究聚焦在探討合理膳食（如低碳水化合物、不飽和脂肪酸、膳食纖維和特定營養(yǎng)素等）與不合理膳食結(jié)構(gòu)（高脂肪、高膽固醇和高熱量飲食等）對老年人認(rèn)知功能的影響作用。

2.1 合理的膳食結(jié)構(gòu)可延緩老年人認(rèn)知功能衰退

20世紀(jì)90年代初，研究者們開始關(guān)注膳食與認(rèn)知的關(guān)系，有兩項(xiàng)大樣本、長時(shí)間跟蹤研究比較有代表性。Morris等 （2004）［54］借 助 Howard食 物 攝 入 頻 率 問 卷 對2 560名65歲以上無心臟病、腦卒中和糖尿病老年人調(diào)查發(fā)現(xiàn)，飽和脂肪攝入（P＝0.04）和反式不飽和脂肪（P＝0.07）攝入與老年人認(rèn)知功能衰退顯著正相關(guān)，多不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸攝入比值（PUFA－SFA Ratio）與認(rèn)知衰退趨勢呈顯著負(fù)相關(guān)。另一項(xiàng)長達(dá)21年的跟蹤研究也得出，與大量攝入多不飽和脂肪和養(yǎng)成經(jīng)常吃魚習(xí)慣的被試相比，中年時(shí)期攝入大量飽和脂肪被試的MMSE得分和前瞻記憶任務(wù)正確率明顯降低（P＝0.05），在調(diào)節(jié)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、血管危險(xiǎn)因素及ApoEg4等位基因等變量后患MCI的危險(xiǎn)系數(shù)明顯增加（P＝0.06），PUFA－SFA Ratio與精神運(yùn)動速度、執(zhí)行功能任務(wù)正確率成正相關(guān)［21］。隨著研究的深入，膳食結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)成分逐漸成為焦點(diǎn)。Wengreen等（2009）［36］按照美國健康飲食標(biāo)準(zhǔn)，將合理膳食界定為：低脂肪牛奶、低脂肪奶制品、水果和果汁、蔬菜和蔬菜汁（不包括土豆）、谷物、堅(jiān)果。對3 634名65歲以上老年人的基線測試中，健康膳食高分被試的MMSE得分高出低分被試1.8分（P＝0.001），此趨勢在11年的跟蹤測試中進(jìn)一步加強(qiáng)，高分被試的下降幅度顯著小于低分被試（P＝0.001）。Yian Gu等（2010）［92］則通過對大樣本調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行降秩相依回歸分析，明確合理膳食結(jié)構(gòu)為高攝入色拉調(diào)味品、堅(jiān)果、魚類、番茄、禽肉、十字花科蔬菜、水果和綠葉蔬菜以及低攝入高脂牛奶、生肉、黃油，相關(guān)營養(yǎng)成分如w－3和w－6多元不飽和脂肪酸、葉酸、維他命E和B12、低飽和脂肪酸能夠抑制AD的發(fā)生發(fā)展。

低碳水化合物飲食對認(rèn)知功能的保護(hù)作用在6～54周 不 等 的 干 預(yù) 研 究 中 被 證 實(shí)［48，89］。 例 如，Grant 等（2009）［32］的研究得出，長達(dá)1年的低碳水化合物膳食干預(yù)提高了肥胖老年人的工作記憶和信息處理速度。其次，流行病學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，橄欖油和海魚中富含的不飽和脂肪酸可改善老年人心血管和免疫功能，從而降低認(rèn)知損害和罹患 AD 的 危 險(xiǎn)［40］。Martha等 （2005）［52］對65歲 以 上 芝 加哥老年人的6年跟蹤研究發(fā)現(xiàn)，混合類型魚類攝入與認(rèn)知功能衰退速度相關(guān)，每周有1次魚類攝入的下降速度減慢10%，每周有2次或以上為13%，增加omega－3多不飽和脂肪酸攝入可以顯著提高M(jìn)CI患者認(rèn)知水平［17］。但也有研究未曾發(fā)現(xiàn)該效應(yīng)，研究者分析可能與不飽和脂肪酸的類型、劑量控制和被試基線水平有關(guān)［8］。作為合理膳食必不可少的成分，膳食纖維在保持消化系統(tǒng)健康上扮演著重要角色，不僅可以預(yù)防心血管疾病、癌癥和糖尿病，還可延緩老年人認(rèn)知功能衰退。因此，地中海沿岸國家以蔬菜水果、五谷雜糧、豆類和橄欖油為主、富含大量膳食纖維的飲食方式受到研究者的關(guān)注［71］。Scarmeas等（2009）［66］通過回顧調(diào)查美國紐約老年人7種食物（豆類、蔬菜、水果、牛奶、肉類、魚類、谷物）的攝入情況計(jì)算地中海飲食指數(shù)，通過Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型分析得出，地中海飲食指數(shù)越高，MCI發(fā)生率及MCI向AD轉(zhuǎn)化率則越低，與地中海飲食低得分被試相比，中、高得分被試發(fā)生MCI的風(fēng)險(xiǎn)分別降低17%（P＝0.24）和28%（P＝0.05），轉(zhuǎn)化為 AD的風(fēng)險(xiǎn)分別降低45%（P＝0.01）和48%（P＝0.02）。而另一項(xiàng)在法國波爾多的類似研究只得出，地中海飲食指數(shù)與MMSE得分顯著相關(guān)，原因可能是 Feart Catherine（2009）［14］研究的跟蹤時(shí)間較短，兩個(gè)國家老年人對攝入膳食的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)存在偏差，另外美國老年人（63%）采用維生素劑補(bǔ)充營養(yǎng)素的比例遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于法國老年人（29%）。此外，還有研究發(fā)現(xiàn)，蔬菜水果（種類和攝入量）和營養(yǎng)素（銅、鋅元素等）可延緩認(rèn)知功能衰退，例如，藍(lán)莓和葡萄酒富含以花青素和白藜蘆醇為代表的多酚類化合物具有抗氧化作用，可提高細(xì)胞內(nèi)游離谷胱甘肽活性，增強(qiáng)大腦細(xì)胞信號傳導(dǎo)，從而產(chǎn) 生 神 經(jīng) 細(xì) 胞 保 護(hù) 作 用［65，87，91］。

2.2 不合理的膳食結(jié)構(gòu)會加速老年人認(rèn)知功能衰退

全國營養(yǎng)調(diào)查研究結(jié)果顯示，我國居民膳食中熱量分配不合理，脂肪攝入過高，長期攝入高脂肪“垃圾食品”不僅可以誘發(fā)一系列慢性疾病，而且，實(shí)證研究也證實(shí)，高脂肪 膳 食會 造 成 嚴(yán) 重 認(rèn) 知 損 害［50，70］。 Winocur等 （2005）［30］參照西方國家人群脂肪攝入最高限值，制作實(shí)驗(yàn)組高齡大鼠飼料，控制高飽和（牛油、豬油）或不飽和（豆油）脂肪攝入占40%卡路里。組間和組內(nèi)比較結(jié)果顯示，3個(gè)月高脂攝入使老齡大鼠空間、短時(shí)和長時(shí)學(xué)習(xí)與記憶能力嚴(yán)重受損。高膽固醇膳食損害認(rèn)知功能最初見于Sparks等（1994）［19］的研究，Yaffe等（2002）［90］對1 037名罹患 冠 心病、無AD癥狀絕經(jīng)后婦女的4年跟蹤研究也發(fā)現(xiàn)，總膽固醇和低密度脂蛋白水平越低，記憶、注意、言語、定向和視覺空間技能測試得分越高，約可降低50%的認(rèn)知損害風(fēng)險(xiǎn)。大量動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了高膽固醇飲食的認(rèn)知損害作用，如 Ullrich等（2010）［15］對高齡大鼠的研究表明，5個(gè)月高膽固醇飲食組（膽固醇含量增加5%）的血膽固醇顯著高于控制組和正常飲食組，出現(xiàn)記憶障礙、膽堿能系統(tǒng)功能障礙以及類似AD病理特征，如炎癥、皮質(zhì)β淀粉樣蛋白和Tau蛋白沉積和微出血。其次，研究者還發(fā)現(xiàn)，高熱量膳食也會增加認(rèn)知損害風(fēng)險(xiǎn)，Aβ縮氨酸斑塊隨齡增長與其認(rèn)知水平的下降具有相關(guān)性，減少30%碳水化合物攝入可降低大腦皮質(zhì)中Aβ1－40和Aβ1－42縮氨酸成分，從而減少β淀粉樣蛋白沉積［60，89］。除碳水化合物外，脂肪、蛋白質(zhì)攝入同樣可以產(chǎn)生大量熱量，適當(dāng)增加脂肪、蛋白質(zhì)中的能量攝入和控制碳水化合物中的熱量攝入，則罹患 MCI或 AD的 風(fēng) 險(xiǎn) 越 ?。?8，65］。

如何評定膳食結(jié)構(gòu)和認(rèn)知功能是此類研究的重要環(huán)節(jié)。目前多采用食物攝入頻率問卷、24h膳食回顧、膳食日記法。實(shí)證研究中多采用半定量或定量食物攝入頻率問卷，對每份食物的外形大小和攝入量進(jìn)行量化，同時(shí)結(jié)合24h回顧法、膳食日記或營養(yǎng)素生化指標(biāo)檢測法。前文已提及的2項(xiàng)研究［36、92］還通過參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、多因素回歸、量化評分等方法構(gòu)建合理膳食結(jié)構(gòu)以提高研究生態(tài)效應(yīng)。例如Yian Gu等（2010）的研究將確定的合理膳食結(jié)構(gòu)與地中海飲食結(jié)構(gòu)進(jìn)行Pearson相關(guān)分析，兩者顯著相關(guān)（r＝0.35；P＜0.001），并按照降秩相依回歸各營養(yǎng)成分，其載荷量依次排序?yàn)閣－6多元不飽和脂肪酸（48.75）、w－3多元不飽和脂肪酸（36.34）、飽和脂肪酸（19.37）、維他命E（13.85）、維他命 B12（6.05）、葉酸（5.30）。與地中海飲食結(jié)構(gòu)相比，該研究確定的合理膳食結(jié)構(gòu)中各營養(yǎng)成分信息更加具體，而且針對性更強(qiáng)［92］。

簡 易 智 能 狀 態(tài) 問 卷 （Mini－mental state examination，MMSE）和蒙特利爾認(rèn)知評估問卷（Montreal cognitive assessment，MoCA）是流行病學(xué)研究中使用率較高的兩個(gè)工具。在實(shí)際運(yùn)用中，研究者們通過比較研究得出［35，57］，MMSE易識別AD癥狀，MoCA在篩查MCI患者時(shí)較MMSE的敏感度高，建議先用MMSE篩選出AD患者，再使用MoCA區(qū)分正常認(rèn)知和MCI患者。除此之外，測試種類繁多，可根據(jù)所考查的不同認(rèn)知功能歸類：學(xué)習(xí)記憶（Verbal Paired associate learning、Benton Visual Retention、Free and Cued Selective Reminding、Einstein測試等），心理靈活性（Stroop、Purdue Peg Board、Wechsler數(shù)字編碼任務(wù)等），言語流暢、理解與表達(dá)（Isaacs Set、類別流暢、波士頓命名任務(wù)等），執(zhí)行功能（連線、畫鐘、Go／NoGo任務(wù)等）。

綜上可認(rèn)為，合理的膳食結(jié)構(gòu)可以延緩老年人認(rèn)知功能衰退，降低罹患認(rèn)知功能障礙或老年性癡呆的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，評定膳食結(jié)構(gòu)與認(rèn)知功能的方法可依據(jù)研究任務(wù)而定。

3 體力活動與膳食結(jié)構(gòu)的交互作用影響認(rèn)知功能

積極的體力活動與合理的膳食結(jié)構(gòu)對老年人認(rèn)知功能均能起到保護(hù)作用，但兩者聯(lián)合作用是否可以達(dá)到1加1大于2的效果，國內(nèi)外學(xué)者以此為假設(shè)的研究為數(shù)不多。Molteni等（2004）最初從在分子水平考量了運(yùn)動與高脂肪膳食兩者對大鼠學(xué)習(xí)記憶能力的相互影響，研究結(jié)果指出，運(yùn)動可通過增加分子磷酸化水平影響突觸蛋白I和細(xì)胞核內(nèi)轉(zhuǎn)錄因子環(huán)磷酸腺苷反應(yīng)元件結(jié)合蛋白（CREB）的激活狀態(tài)，進(jìn)而逆轉(zhuǎn)高脂肪膳食對突觸和行為可塑性的損害，扭轉(zhuǎn)BDNF下降趨勢［56、64］。值得 關(guān)注的是，大量 動物實(shí)驗(yàn)已證實(shí)，長期規(guī)律的有氧運(yùn)動可通過增加大鼠海馬組蛋白乙?；福℉AT）活性和降低組蛋白去乙?；福℉DAC）活性誘導(dǎo)組蛋白乙?；?，影響B(tài)DNF基因啟動子Ⅳ區(qū)域組蛋白H3乙?；虳NA甲基化，調(diào)控相關(guān)基因表達(dá)水平和海馬神經(jīng)突觸的興奮性，進(jìn)而影響記憶和行為表現(xiàn)［94］。

高強(qiáng)度體力活動可削弱不合理膳食對記憶損害的程度［11，68］。一項(xiàng)針對198名65～84歲健康老年人的研究，將健康生活方式界定為BMI＜22、飲食富含蔬菜、水果、低脂肪食物和不飽和脂肪酸、每周體力活動能量消耗＞13 000kcal、不吸煙、每周4～10杯酒攝入，得出健康生活方式指數(shù)得分與記憶任務(wù)得分顯著正相關(guān)（P＝0.004），復(fù)合生活方式指數(shù)與記憶得分的相關(guān)關(guān)系強(qiáng)于單一因素［25］。Baker等（2012）則在基線測試中發(fā)現(xiàn)，正常老化組被試隨著體力活動強(qiáng)度的增加，腦脊液tau蛋白（r＝－0.54，P＝0.02）和白細(xì)胞介素－8（r＝－0.70，P＝0.025）的水平顯著下降；干預(yù)研究結(jié)果表明，從事高強(qiáng)度體力活動的正常老化組被試不易受高脂肪膳食引起的神經(jīng)病理性影響，對于MCI患者而言，高強(qiáng)度體力活動與膳食結(jié)構(gòu)共同干預(yù)對腦脊液Aβ水平的調(diào)節(jié)效果更好［10］。

適度體力活動會加速合理的膳食利用效率，兩者協(xié)同發(fā)揮延緩老年人認(rèn)知功能衰退的效益更佳。如圖2所示，機(jī)體內(nèi)穩(wěn)態(tài)（能量代謝）對維持神經(jīng)興奮性和突觸功能十分重要，線粒體內(nèi)的能量代謝可以調(diào)節(jié)BDNF和IGF－1分子激活水平，BDNF則借助P13K／Akt和 Mtor－p13k信號系統(tǒng)激活學(xué)習(xí)和記憶通路，如MAP激活酶、CaMKII和CREB，對突觸可塑性和海馬神經(jīng)功能實(shí)現(xiàn)保護(hù)作用。例如，合理的膳食結(jié)構(gòu)可通過減少β淀粉樣蛋白沉積、tau蛋白異常磷酸化以及提高miRNA表達(dá)水平等路徑對認(rèn)知功能發(fā)揮正性作用。反之，不合理膳食攝入的高能量形成活性氧（ROS），當(dāng)ROS水平超出細(xì)胞的緩沖能力后氧化應(yīng)激狀態(tài)，便對海馬神經(jīng)突觸功能產(chǎn)生損害，而中、高強(qiáng)度的體力活動可消耗部分額外能量，增加氧化磷酸化水平和CREB激活狀態(tài)，影響B(tài)DNF基因組蛋白H3乙?；NA甲基化和改變相關(guān)基因表達(dá)，一定程度上逆轉(zhuǎn)上述負(fù)面效應(yīng)。這些研究成果對詮釋體力活動和膳食結(jié)構(gòu)對老年人認(rèn)知功能交互影響機(jī)制具有指導(dǎo)價(jià)值。

圖2 體力活動與膳食結(jié)構(gòu)影響認(rèn)知功能的交互機(jī)制Figure 2. The Interaction Mechanism between Physical Activity and Dietary Structure on Cognitive Function

3.1 體力活動以何種方式影響認(rèn)知功能

研究者先后提出了選擇性提高假說［47］、心血管功能假說［23］。例如，有氧運(yùn)動可通過促進(jìn)有氧適能選擇性提高依賴于前額葉的執(zhí)行功能，但無法解釋無氧運(yùn)動等方式對一般認(rèn)知功能的作用；再如，心血管功能是體力活動影響認(rèn)知功能的生理中介變量，與體力活動引起的腦結(jié)構(gòu)、BOLD及BDNF水平有關(guān)。近年新提出的兩個(gè)理論關(guān)注度較高，一是身體活動／鍛煉－認(rèn)知中介模型［77］，在闡述了體力活動對認(rèn)知功能直接影響的同時(shí)，還較充分反映了身體資源、心理資源和慢性疾病3個(gè)中介變量，但對此進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)證研究報(bào)道寥若晨星。二是認(rèn)知儲備理論［78］，主要描述心理資源和體力活動對認(rèn)知功能的保護(hù)效應(yīng)，在神經(jīng)病理學(xué)癥狀相似的前提下，高認(rèn)知儲備個(gè)體可通過潛在的認(rèn)知保護(hù)和代償機(jī)制表現(xiàn)出較輕程度的認(rèn)知障礙和病理性變化，體力活動能通過激活個(gè)體的認(rèn)知儲備，進(jìn)而延緩老年認(rèn)知衰退或降低損害［27］。基于此開展的系列動物和人類研究表明（如圖2所示），體力活動促進(jìn)能量代謝平衡，刺激腦組織合成BDNF，其與膽堿能受體TrkB結(jié)合并激活相應(yīng)的信號傳導(dǎo)通路，調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞增殖與分化，促進(jìn)新神經(jīng)元及其突觸的生長［24，58］。另外，動物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，BDNF及其受體能夠?qū)功碌矸蹣拥鞍椎纳窠?jīng)毒性［13，39］。但也有研究指出，MCI和AD患者血清BDNF水平顯著高于正常人群，而且這種增高與 MCI、AD病情嚴(yán)重程度、抗抑郁治療藥物和乙酰膽堿抑制劑的應(yīng)用無關(guān)［6］。

大量神經(jīng)生理學(xué)和影像學(xué)研究證實(shí)，長期積極的體力活動對前額葉結(jié)構(gòu)和功能的影響最為明顯，前額葉是執(zhí)行功能 重 要 的 物 質(zhì) 基 礎(chǔ)。Hillman（2008）［37］采 用 Erikson Flanker任務(wù)考察了不同運(yùn)動強(qiáng)度對執(zhí)行功能的影響，研究發(fā)現(xiàn)，從事高、中等強(qiáng)度有氧運(yùn)動老年組前額區(qū)P3潛伏期明顯較低強(qiáng)度老年組短，P3波幅較青年控制組大。ERP技術(shù)可記錄到被試在極短時(shí)區(qū)內(nèi)的大腦信息加工速度等特征，N2、P3是相關(guān)研究中關(guān)注較多的兩個(gè)內(nèi)源性成分，N2一般在刺激呈現(xiàn)后200ms左右出現(xiàn)極值，主要分布在腦區(qū)前部（前扣帶回）等區(qū)域。而P3分布較廣，且腦區(qū)后部波幅一般大于前部。毫秒級的時(shí)間精度是ERP技術(shù)的優(yōu)勢，但在空間精確度方面較弱勢。fMRI技術(shù)則通過血氧依賴水平（BOLD）準(zhǔn)確定位腦區(qū)的活動程度，彌補(bǔ)了這一不足。相關(guān)研究已發(fā)現(xiàn)，體力活動會對大腦額葉內(nèi)側(cè)的前扣帶皮層產(chǎn)生重要影響，而前扣帶皮層的生理功能為對正在進(jìn)行的目標(biāo)行為進(jìn)行監(jiān)控，為處理沖突信息提供信號，并依照即時(shí)任務(wù)加工要求對注意資源進(jìn)行有效配置，被認(rèn)為是執(zhí)行功能網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)高級調(diào)控結(jié)構(gòu)。積極參與有氧運(yùn)動可增加老年人前額葉背側(cè)和頂葉腦區(qū)域激活度，Venkatraman等（2010）［85］干預(yù)研究進(jìn)一步證實(shí)，與控制組相比，1年步行干預(yù)（每周步行150min以上）顯著提高了老年組被試Digit Symbol Substitution任務(wù)準(zhǔn)確率，且與左側(cè)額中回和右側(cè)頂葉皮層的激活呈顯著正相關(guān)，積極體力活動組被試額區(qū)前帶扣皮層產(chǎn)生的錯(cuò)誤相關(guān)負(fù)電位ERN 振 幅降 低［29，41］。

載脂蛋白E4型等位基因（ApoEε4）被公認(rèn)為AD發(fā)病的重要危險(xiǎn)遺傳因素，在中國家族性AD家系中，ApoEε4等位基因高頻率存在。Smith等（2011）［73］依據(jù)體力活動水平和血液中ApoEε4水平將459名65～85歲被試隨機(jī)分成4組，研究結(jié)果得出，高危險(xiǎn)與高體力活動組被試在完成著名名字辨識任務(wù)過程中大腦相關(guān)區(qū)域激活最大（39.7ml），低危險(xiǎn)與低體力活動組為4.0ml，低危險(xiǎn)與高體力活動組為7.8ml，高危險(xiǎn)與低體力活動組為2.6ml，高程度激活腦區(qū)包括：雙側(cè)中央前回／輔助運(yùn)動區(qū)、中央前回／右中額葉腦回、左額葉腦回／左額上回、右額葉腦回／左額上回、左中顳回／角回／緣上回／楔前葉、左顳回／顳下回。國內(nèi)學(xué)者崔建梅等（2012）［1］則試圖從組織學(xué)層面進(jìn)行探討，連續(xù)8周遞增負(fù)荷游泳運(yùn)動組老齡大鼠完成八臂迷宮測試的時(shí)間和錯(cuò)誤次數(shù)顯著優(yōu)于控制組，海馬CA1、CA3及DG區(qū)nNOS神經(jīng)元的表達(dá)水平均高于控制組，且DG區(qū)nNOS免疫陽性細(xì)胞灰度值較8周干預(yù)前顯著增加。

3.2 膳食結(jié)構(gòu)以何種方式影響認(rèn)知功能

已報(bào)道的相關(guān)研究尚未提出成型的理論學(xué)說來揭示膳食結(jié)構(gòu)對認(rèn)知功能的影響路徑，但總結(jié)文獻(xiàn)可發(fā)現(xiàn)，研究者在人群研究證實(shí)膳食與認(rèn)知功能衰退相關(guān)性后，開展了大量動物研究探討其神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制，如海馬功能、能量代謝調(diào)控激素（胰島素、瘦素、開胃素）、中樞神經(jīng)遞質(zhì)（Ach、BDNF、β淀粉樣蛋白和tau蛋白）、相關(guān)基因表達(dá)（mRNA和miRNA）等，并試圖構(gòu)建相關(guān)理論依據(jù)。

海馬是學(xué)習(xí)、記憶的重要解剖基礎(chǔ)和神經(jīng)中樞，海馬神經(jīng)突觸聯(lián)結(jié)與認(rèn)知功能密切相關(guān)。有關(guān)糖尿病腦病的研究指出，糖尿病會引發(fā)海馬神經(jīng)突觸數(shù)量顯著減少，間隙模糊不清或連接間斷，影響突觸功能，導(dǎo)致空間學(xué)習(xí)記憶障礙。其次，以瘦素、胰島素、開胃素為代表的能量代謝調(diào)節(jié)激素也與學(xué)習(xí)記憶能力改變有關(guān)。高脂肪、高熱量膳食攝入會導(dǎo)致血清瘦素水平降低，損傷學(xué)習(xí)記憶能力，可能與瘦素介導(dǎo)“能量代謝－神經(jīng)內(nèi)分泌”聯(lián)動調(diào)控過程有關(guān)［34，38］，瘦 素 干 預(yù) 可 以 提 高 嚙 齒 目 動 物 的 認(rèn) 知 表 現(xiàn)［59，62］。同樣，BNDF在學(xué)習(xí)記憶過程中發(fā)揮重要作用。記憶的存取伴隨特定腦區(qū)BDNF表達(dá)水平的增加，阻斷BDNF會導(dǎo)致學(xué)習(xí)記憶能力下降。研究發(fā)現(xiàn)，高脂肪攝入與皮質(zhì)BDNF水平下降顯著相關(guān)（P＝0.030），誘發(fā)老化腦內(nèi)凋亡相關(guān)蛋白FAS（屬神經(jīng)生長因子受體家族的凋亡相關(guān)基因）表達(dá)水平增加，抗凋亡蛋白Bcl－2（哺乳動物細(xì)胞凋亡的重要調(diào)控基因）表達(dá)下調(diào)，從而間接促進(jìn)了神經(jīng)細(xì)胞凋亡的發(fā)生［3，63］。乙酰膽堿（Ach）是中樞膽堿能神經(jīng)系統(tǒng)的重要遞質(zhì)，相關(guān)研究指出，高脂飲食可增加體內(nèi)游離脂肪酸濃度，抑制骨骼肌葡萄糖攝取，易造成大腦細(xì)胞和肝臟組織胰島素抵抗，影響Ach合成，致使神經(jīng)元沖動的傳遞受阻；而適當(dāng)限制膳食熱量攝入可提高胰島素敏感性和（或）葡萄糖利用效率，增加不飽和脂肪酸攝入則可降低大鼠海馬組織Ach水解酶活性，增加一氧化氮（NO）含量，有益于空間 記 憶 的 鞏 固［4，16，65］。

老年斑被予為AD主要病理特征之一，其主要成分為β淀粉樣蛋白沉積及tau蛋白異常磷酸化形成的神經(jīng)纖維纏結(jié)。近年研究發(fā)現(xiàn)，β淀粉樣蛋白、氧化應(yīng)激、認(rèn)知受損三者關(guān)系密切，β淀粉樣蛋白吸引并激活小膠質(zhì)細(xì)胞分泌炎癥因子，同時(shí)產(chǎn)生大量自由基，加劇氧化應(yīng)激過程，進(jìn)而發(fā)生認(rèn)知損傷。除了炎癥反應(yīng)，大腦皮質(zhì)β淀粉樣蛋白沉積，形成寡聚體抑制神經(jīng)突觸功能，進(jìn)一步引起認(rèn)知受損［22，79］。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，魚類攝入可對這一過程產(chǎn)生正性作用，可能是多不飽和脂肪酸（DHA和EPA）具有抗炎特性，在一定程度上阻止了炎癥因子的產(chǎn)生［17，21］。Kanoski等（2010）［43］的研究發(fā)現(xiàn)，以高水平飽和脂肪和碳水化合物為特點(diǎn)的高能量膳食攝入使得mRNA表達(dá)下調(diào)，特別是脈絡(luò)叢Claudin－5和－12基因表達(dá)，改變自脈管系統(tǒng)至海馬軟組織NaF1滲透性，進(jìn)而影響大腦內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)。除此之外，作為mRNA基因表達(dá)的重要調(diào)節(jié)因素，miRNA可在RNA誘導(dǎo)的RISC復(fù)合體幫助下與mRNA結(jié)合形成雙鏈RNA阻止靶基因表達(dá)水平，從而改變大鼠的學(xué)習(xí)記憶能力［46］。

4 小結(jié)

1.中等強(qiáng)度（不同方式）的體力活動對老年人認(rèn)知功能有積極影響作用。積極的體力活動可誘導(dǎo)個(gè)體的認(rèn)知儲備，保持額葉前扣帶皮層執(zhí)行功能網(wǎng)絡(luò)的激活度，減少腦組織衰老過程的損耗，保護(hù)特定腦區(qū)（雙側(cè)中央前回／輔助運(yùn)動區(qū)、左、右額葉腦回／左、右顳回等）功能。

2.合理的膳食結(jié)構(gòu)可以延緩老年人認(rèn)知功能衰退，降低罹患認(rèn)知功能障礙或老年性癡呆的風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。合理膳食可通過改變能量代謝類激素水平促進(jìn)能量代謝平衡，啟動大腦神經(jīng)元突觸和樹突的可塑，阻止β淀粉樣蛋白及tau蛋白的神經(jīng)毒性，維持大腦內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知保護(hù)作用。

3.積極的體力活動和合理膳食的合力（交互）作用可以延緩老年人認(rèn)知功能衰退速率。積極的體力活動可增強(qiáng)合理膳食的利用率，共同介導(dǎo)能量代謝調(diào)控過程，影響B(tài)DNF、Ach等中樞神經(jīng)遞質(zhì)合成，并通過組蛋白乙?；虳NA甲基化等方式，調(diào)控相關(guān)靶基因表達(dá)水平和海馬神經(jīng)突觸的興奮性，進(jìn)而延緩老年人認(rèn)知功能衰退。

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