马拉松跑步对大脑髓鞘的影响：可逆性变化与能量代谢新视角

《Nature Metabolism》：Reversible reduction in brain myelin content upon marathon running

为探究马拉松跑步对大脑结构影响，研究人员以多组马拉松选手为对象，发现髓鞘水分数（MWF）降低且可逆，为大脑能量代谢研究提供新方向。

　　

研究背景

在运动与健康领域，马拉松这类长时间耐力运动一直备受关注。人们熟知运动能带来诸多益处，可对于长时间高强度运动时大脑内部的变化，却知之甚少。大脑就像身体的 “中央指挥官”，其中的髓鞘（围绕在神经轴突外，起到电绝缘和代谢支持作用）在维持神经功能中至关重要。此前研究表明，长时间耐力运动时身体会消耗大量能量，从主要利用碳水化合物逐渐转变为消耗脂肪。那么，大脑中的髓鞘在这个过程中会发生什么变化呢？这一问题引发了科研人员的好奇。

一方面，有研究提出在葡萄糖缺乏时，少突胶质细胞（oligodendrocytes）的脂肪酸代谢可能作为能量储备，但髓鞘脂质是否像身体脂肪为肌肉供能一样，为大脑活动提供能量支持，尚未有定论。另一方面，了解马拉松运动对大脑髓鞘的影响，有助于揭示大脑在极端代谢条件下的适应机制，还可能为神经系统疾病的研究和治疗带来新的思路。基于这些问题，研究人员决定开展深入研究，相关成果发表在《Nature Metabolism》上。

研究方法

来自西班牙多个研究机构的研究人员，招募了参加不同城市和山地马拉松的选手作为研究对象。他们采用磁共振成像（MRI）技术，通过多回波 T2 加权 MRI 序列，结合 DECAES 算法进行多组分弛豫分析，获取大脑髓鞘水分数（MWF，反映髓鞘含量的非侵入性成像生物标志物）的三维参数图。同时，利用高分辨率 T1 加权 MRI 图像辅助分析。研究过程中，对选手在马拉松赛前、赛后不同时间点进行扫描，并运用多种图像分析软件和统计方法处理数据。

研究结果

1. MWF 在特定脑区减少：通过对 10 名选手赛前 48 小时内的 MRI 扫描构建 MWF 图，发现所有个体大脑 MWF 分布相似。赛后（24 - 48 小时）再次扫描，经脑区分割和分析，发现 12 个白质区域的 MWF 显著降低，如脑桥交叉束、皮质脊髓束等，部分灰质区域 MWF 也有所下降，但因灰质髓鞘含量低，变化监测存在不确定性。这表明马拉松跑步会使与运动功能、协调以及感觉和情绪整合相关的脑区 MWF 降低。
2. 排除脱水等干扰因素：考虑到脱水可能影响 MWF 测量结果，研究人员测量了中枢神经系统各部分的体积，发现总脑、脑脊液（CSF）、灰质、白质等体积在各成像阶段均无显著变化。同时，计算区域水含量水平，发现 MWF 显著降低的区域，其水含量在赛前赛后无明显差异。这说明马拉松跑步后 MWF 的降低不是由脱水导致的。
3. MWF 恢复情况：对部分选手在赛后两周和两个月进行 MRI 扫描，发现赛后两周 MWF 虽有部分增加，但未恢复到赛前水平；而在赛后两个月，所有 MWF 降低的区域均恢复到赛前状态。这表明马拉松跑步引起的 MWF 降低是可逆的，经过一段时间恢复，髓鞘相关指标可回到正常水平。

研究结论与讨论

综合研究结果，马拉松跑步会导致选手大脑白质区域 MWF 降低，且这种降低在运动后两个月可完全恢复。这一发现揭示了大脑髓鞘在极端运动条件下的动态变化，提出了 “代谢髓鞘可塑性” 的概念，即髓鞘结构和含量在长时间运动和恢复过程中会发生改变，暗示髓鞘可能作为一种能量储备，在大脑常见营养物质供应不足时发挥作用。

这一研究成果具有重要意义。在基础研究方面，为大脑能量代谢的研究开辟了新方向，加深了人们对大脑在极端代谢条件下适应机制的理解。在临床应用方面，可能为神经系统疾病（如多发性硬化症等，这类疾病存在髓鞘异常和能量代谢紊乱问题）的治疗和干预提供新的理论依据。例如，了解髓鞘作为能量储备的机制，有助于开发针对神经退行性疾病的新疗法，通过调节髓鞘代谢来改善神经功能。不过，该研究也存在一定局限性，如样本量较小，评估灰质 MWF 变化存在困难等，后续还需要更大规模的研究进一步验证和深入探索。