江 玉 袁瓊嘉

（成都體育學(xué)院，四川 成都 610041 ）

有氧運動對大鼠腦衰老的影響
——Meta 分析*

江 玉 袁瓊嘉

（成都體育學(xué)院，四川 成都 610041 ）

目的：通過 Meta 分析綜合評價有氧運動對腦衰老的影響，為有氧運動延緩腦衰老的進(jìn)一步研究提供依據(jù)。方法：計算機(jī)檢索中國知網(wǎng)、讀秀、萬方2004年至2014年11月國內(nèi)公開發(fā)表的有氧運動影響腦衰老的文獻(xiàn)。按照Cochrane系統(tǒng)的評價方法，采用Revman5.2對文獻(xiàn)進(jìn)行Meta分析。結(jié)果：最終有6個相關(guān)文獻(xiàn)可納入研究，總樣本量122例。Meta分析結(jié)果顯示有氧運動干預(yù)組與衰老組相比：SOD(MD=1.40u/mg, 95%CI[1.02ˉ1.79u/mg]，P＜0.01),GSH-PX(MD

有氧運動；腦衰老；機(jī)制；Meta分析

1956年英國學(xué)者哈曼(Harman D)提出了自由基衰老學(xué)說，認(rèn)為引起人類衰老的主要原因是細(xì)胞代謝過程中不斷產(chǎn)生自由基[1]。在人體中有一套清除人體內(nèi)自由基的防御系統(tǒng)，其中，超氧化物歧化酶(Superoxide Dismutase,SOD)以及谷胱甘肽過氧化酶(Glutathione peroxidase,GSH-PX)是體內(nèi)清除自由基的主要酶類[2]。但是隨著人年齡的不斷增大，SOD、GSH-PX等酶的活性將會降低，這將導(dǎo)致人體內(nèi)自由基的清除能力減弱，而過量的過氧化物堆積將會造成人體內(nèi)生物膜的損傷，繼而更多脂質(zhì)過氧化將會反應(yīng)，這樣人體內(nèi)的脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的水平就會升高，MDA會對體內(nèi)的生物膜造成損傷，因此MDA含量的高低可以反應(yīng)氧自由基在體內(nèi)損傷的程度[3]。通常采用自然衰老和藥物致衰老的方法來建立衰老模型，而國內(nèi)外常用的衰老動物模型是藥物致衰老模型中的腹腔注射D-半乳糖致衰老法[4]。文章通過對有氧運動延緩腦衰老的相關(guān)研究進(jìn)行Meta分析，以期得到科學(xué)的結(jié)論，為更深入的研究提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 文獻(xiàn)納入

1.1.1 納入研究類型

納入關(guān)于有氧運動延緩衰老的實驗研究，無論是否采用盲從法。排除重復(fù)發(fā)表的文獻(xiàn)以及報告數(shù)據(jù)不全的文獻(xiàn)。

1.1.2 研究設(shè)計

隨機(jī)對照試驗（randomized controlled trial,RCT）。

1.1.3 研究對象

通過注射D-半乳糖來促衰老的雄性SD大鼠或雄性昆明小鼠。

1.1.4 運動干預(yù)措施

對致衰老的大鼠進(jìn)行每周6天、中等負(fù)荷、不少于6周的有氧運動（游泳、跑臺）。

1.1.5 檢測指標(biāo)及檢測方法

取腦勻漿上清液，SOD酶活性使用超氧化物歧化酶WST-1 法測定試劑盒、GSH-PX酶活性采用的是微量還原型谷胱甘肽測定試劑盒、MDA含量采用丙二醛試劑盒測定[5-10]。

1.2 文獻(xiàn)檢索

計算機(jī)檢索中國知網(wǎng)（CNKI)、萬方數(shù)據(jù)庫、讀秀等，檢索日期為2004年11月-2014年11月。檢索詞為“有氧運動”、“腦衰老”、“大鼠”等，共獲得266篇論文。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

(1) 國內(nèi)公開發(fā)表的關(guān)于運動與大鼠腦衰老的期刊、會議、畢業(yè)論文、圖書等；

(2) 各研究的目的、方法相似、文獻(xiàn)數(shù)據(jù)齊全 ；

(3) 衰老模型造模相似；

(4) 使用MDA作為自由基檢測指標(biāo)的論文，以及文中出現(xiàn)SOD酶、GSH-PX酶含量變化的文獻(xiàn)；

(5) 采用revman5.2進(jìn)行數(shù)據(jù)分析同質(zhì)性大于50%的文獻(xiàn)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

文章使用Cochrane協(xié)作網(wǎng)的RevMan 5.2軟件來對文獻(xiàn)進(jìn)行了Meta分析。使用均數(shù)差(Mean Difference,MD)來作為統(tǒng)計量，95%可信區(qū)間(CI)來作為區(qū)間估計。對研究間的異質(zhì)性分析使用的是X2檢驗，檢驗的水準(zhǔn)設(shè)定在 α=0.05，（ P＜0.05 時，研究間是存在異質(zhì)性的）；采用I2來對異質(zhì)性進(jìn)行定量分析，其顯著性水平設(shè)定為 50%，（ I2＞50%時，研究間的異質(zhì)性較大）。使用固定效應(yīng)模型（Fixed Effect Model, F）來對無異質(zhì)性的研究之間進(jìn)行合并分析，反之則采用隨機(jī)效應(yīng)模型（Random Effect Model, R）來對研究進(jìn)行分析。當(dāng)納入研究的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行Meta 分析時，則只進(jìn)行描述性的定性分析。當(dāng)納入的研究足夠多時（N≥5），則進(jìn)行漏斗圖分析來觀察是否存在發(fā)表偏倚。敏感性分析：采用通過隨機(jī)效應(yīng)模型分析的結(jié)果與固定效應(yīng)模型分析的結(jié)果進(jìn)行比較，如果比較結(jié)果基本一致，則說明結(jié)果穩(wěn)定[14]。

2 結(jié)果

2.1 檢索結(jié)果

文獻(xiàn)初次篩選獲得266篇，通過對文獻(xiàn)的摘要或全文等的閱讀，排除重復(fù)發(fā)表、非實驗研究、未達(dá)到納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)，最終有6篇文獻(xiàn)被納入，共有122個樣本量（見圖1）。

圖1 文獻(xiàn)篩選流程

2.2 納入文獻(xiàn)方法學(xué)的質(zhì)量評價

對納入文獻(xiàn)研究的基本信息見表1。

表1 納入的文獻(xiàn)基本特征表

排除重復(fù)復(fù)文獻(xiàn)，剔除綜述、會議記錄、個案報道等，權(quán)衡樣本量過少、質(zhì)量差、非原始數(shù)據(jù)等文獻(xiàn)后，再進(jìn)行交叉比對找出符合要求的文獻(xiàn)。納入研究的6篇文獻(xiàn)，均未出現(xiàn)實驗對象退出的現(xiàn)象。根據(jù)最新Jadad量表，各研究均得3分。

2.3 Meta分析結(jié)果

2.3.1 有氧運動對衰老大鼠腦組織MDA含量的影響

脂質(zhì)過氧化物的代謝產(chǎn)物MDA可間接反映自由基對機(jī)體的損傷程度[11]。從篩選的6個研究中納入相關(guān)研究3個，累計樣本量46個。從漏斗圖可以看出納入文獻(xiàn)無發(fā)表偏倚（見圖3）。由于這3組研究結(jié)果不存在異質(zhì)性（異質(zhì)性檢驗I2=0%，P＜0.00001，見圖2)，因此可通過合并效應(yīng)量來進(jìn)行固定效應(yīng)模型分析。Meta分析結(jié)果顯示：與衰老組相比，運動干預(yù)組MDA含量顯著下降

(MD=-2.06u/mg,95%CI[-2.30--1.81u/mg],P＜0.00001)。說明有氧運動干預(yù)可以降低腦組織MDA的含量。

圖2 有氧運動對MDA含量的影響森林圖

圖3 有氧運動對MDA含量的影響漏斗圖

2.3.2 有氧運動對衰老大鼠腦組織GSH-PX含量的影響

GSH-PX是體內(nèi)清除自由基的主要酶類。從圖5漏斗圖中可看出代表案例的圖形基本對稱，說明納入的案例無偏移。從篩選的6個研究中納入相關(guān)研究4個，累計樣本量82個。從漏斗圖可以看出納入文獻(xiàn)無發(fā)表偏倚。由于這4組研究結(jié)果不存在異質(zhì)性（異質(zhì)性檢驗I2=31%，P＜0.00001，見圖4)，因此合并效應(yīng)量采用固定效應(yīng)模型分析。Meta分析顯示：與衰老組相比，運動干預(yù)組GSH-PX含量顯著上升(MD=O.78nmol/mg, 95%CI[0.65-0.91nmol/mg] P＜0.00001)。說明有氧運動干預(yù)可以增加腦組織內(nèi)GSH-PX的含量。

圖4 有氧運動對GSH-PX含量的影響森林圖

圖5 有氧運動對GSH-PX含量的影響漏斗圖

2.3.3 有氧運動對衰老大鼠腦組織SOD含量的影響

SOD是體內(nèi)清除自由基的主要酶類。從篩選的6個研究中納入相關(guān)研究5個，累計樣本量92個。從漏斗圖可以看出納入文獻(xiàn)無發(fā)表偏倚（見圖7）。由于這5組研究結(jié)果不存在異質(zhì)性（異質(zhì)性檢驗I2=45%，P＜0.00001，見圖6)，因此合并效應(yīng)量采用固定效應(yīng)模型分析。Meta分析顯示：與衰老組相比，運動干預(yù)組SOD含量顯著升高(MD=1.40u/mg, 95%CI[1.02-1.79u/mg]，P＜0.00001)。說明有氧運動干預(yù)可以增加腦組織內(nèi)SOD的含量。

圖6 有氧運動對SOD含量的影響森林圖

2.4 敏感性分析

對每個評價指標(biāo)都進(jìn)行了敏感性分析，從結(jié)果可看出各項指標(biāo)的固定效應(yīng)模型分析結(jié)果與隨機(jī)效應(yīng)分析結(jié)果都基本一致，這說明 Meta 分析結(jié)果較穩(wěn)定[15]。

3 討論

目前國內(nèi)外常用的藥物致衰老動物模型是腹腔注射D－半乳糖致衰老模型，其原理是體內(nèi)的半乳糖濃度升高會導(dǎo)致代謝紊亂，使機(jī)體抗氧化防御系統(tǒng)遭到破壞和消耗，體內(nèi)的自由基脂質(zhì)過氧化反應(yīng)加劇，產(chǎn)生大量的氧自由基，繼而造成機(jī)體的衰老[5-10]。在本研究中采用的是通過D-半乳糖處理樣本來制作衰老模型的方法，處理后的樣本均出現(xiàn)嗜睡、食欲不振、行動遲緩、毛色枯黃卷曲并大量脫落等衰老體征[10]。1956年由英國學(xué)者哈曼（Harman D)提出的自由基衰老學(xué)說，認(rèn)為引起人類衰老的主要原因是細(xì)胞代謝過程中不斷產(chǎn)生的自由基[12]。運動可以對機(jī)體自由基的代謝造成影響，體現(xiàn)在兩個方面：一方面是對自由基清除能力的影響，而另一方面是體現(xiàn)在機(jī)體自由基的生成量上[13]。本研究結(jié)果表明有氧運動可以降低衰老大鼠腦組織MDA的含量、增加SOD和GSH-PX的含量。

圖7 有氧運動對SOD含量的影響漏斗圖

4 結(jié)論

有氧運動可以增加衰老大鼠腦組織SOD和GSH-PX的含量、降低MDA的含量，從而延緩腦衰老。但在本研究進(jìn)行的過程中發(fā)現(xiàn)，與此有關(guān)的文獻(xiàn)尚少，數(shù)據(jù)不是很統(tǒng)一，同一樣本的相同部位的自由基含量存在較大的差異。有氧運動可以延緩腦衰老的相關(guān)研究需進(jìn)一步深入的進(jìn)行。

[1]LVANOVA DG,YANKOVA TM.The free radical theory of aging in search of a strategy for increasing life span[J].Folia Med(Plovdiv),2013,55(1):33-41.

[2]HARMAN D.Origin and evolution of the free radical theory of aging:a brief personal history,1954-2009[J].Bio,2009,10(6):773-781.

[3]GIERA M,LINGEMAN H,NIESSEN W M.Recent advance-ments in the LC-and GC-Based analysis of malondialdehyde(MDA):a brief overview[J]. Chromatographia,2012,75(9-10):120-133.

[4]袁瓊嘉等.衰老過程中的運動干預(yù)對大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及海馬神經(jīng)粘附分子表達(dá)的影響[J].體育科學(xué),2014,34(8)85-89.

[5]焦偉偉.不同負(fù)荷運動對大鼠腦衰老及學(xué)習(xí)記憶能力的影響[D].河北師范大學(xué),2010.

[6]林雪靈等.不同時期有氧運動對大鼠腦衰老和額葉NCAM表達(dá)的影響[J].成都體育學(xué)院學(xué)報，2014,40(6)62-67.

[7]馮鵬.低水溫游泳對衰老模型小鼠腦衰老的影響[D].河北師范大學(xué),2010.

[8]陸阿明等.腦衰老大鼠游泳運動后行為能力及海馬結(jié)構(gòu)_抗氧化能力的觀察[J].蘇州大學(xué)學(xué)報,2009, 29(6)：1061-1064.

[9]吳金全.適量運動延緩腦衰老的效果及機(jī)制研究[D].蘇州大學(xué),2007.

[10]袁瓊嘉等.衰老過程中的運動干預(yù)對大鼠學(xué)習(xí)記憶能力及海馬神經(jīng)粘附分子表達(dá)的影響[J].體育科學(xué),2014,34(8)85-89.

[11]LVANOVA DG,YANKOVA TM.The free radical theory of aging in search of a strategy for increasing life span[J].Folia Med(Plovdiv),2013,55(1):33-41.

[12]HARMAN D.Origin and evolution of the free radical theory of aging:a brief personal history,1954-2009 [J].Bio,2009,10(6):773-781.

[13]張麗芬等.運動對人體自由基代謝的影響[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展,2012,17(12):3388-3393.

[14]蔣艷.VEGF基因多態(tài)性與子宮內(nèi)膜異位癥發(fā)病風(fēng)險相關(guān)性的Meta分析[D].重慶醫(yī)科大學(xué),2012.

[15]龔元杰.產(chǎn)前糖皮質(zhì)激素治療對早產(chǎn)兒神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育影響的Meta分析[D].重慶醫(yī)科大學(xué),2011.

Meta Analysis of The influence of Aerobic Exercise on Rats’ Aging Brain

JIANG Yu, etal.
（Chengdu Sport University, Chengdu 610041, Sichuan, China）

[Objective]Through the Meta analysis, comprehensivly evaluate the influence of aerobics exercise on the aging brain, hoping to provide basis for the further study of anti-aging.[Methods]Using computer retrieval CNKI, read show and Wanfang data to find domestic published literatures about aerobics anti-aging from 2004 to 2014.According to the Cochrane system evaluation method, carry out meta analysis of the literature with Revman5.2.[Results]In the end, the total sample 122 cases in 6 studies are found.Meta analysis results show that aerobic exercise intervention group compared with the aging group: SOD(MD = 1.40 u/mg, 95% CI 1.02 to 1.79 u/mg,P ＜ 0.01), GSH-PX(MD =0. 78 nmol/mg, 95% CI 0.65 to 0.91 nmol/mg (P ＜ 0.01), MDA (MD = 2.06 u/mg, 95% CI 2.30 to 1.81 u/mg, P ＜ 0.01).[Conclusion] Aerobic exercise can significantly reduce the content of free radicals of the brain, this could be the molecular mechanism of aerobic exercise anti-aging.

aerobic exercise;brain aging;Mechanism;Meta analysis

*課題名稱：四川省科技廳科技計劃項目（2012SZ0067）、“國家體育總局、四川省運動醫(yī)學(xué)重點實驗室”資助項目。

江玉（1992-），湖北潛江人,研究生, 研究方向：運動康復(fù)與健康促進(jìn)。

=O.78nmol/mg, 95%CI[0.65ˉ0.91nmol/mg] P＜0.01), MDA(MD=-2.06u/mg,95%CI[-2.30ˉ-1.81u/mg],P＜0.01)。結(jié)論：有氧運動可以增加大鼠腦組織SOD和GSH-PX的含量、降低MDA的含量，從而延緩腦衰老。