有氧运动正向调节前额叶皮层氧化还原平衡，为肥胖相关神经问题带来希望

为探究有氧运动对哺乳期营养过剩大鼠前额叶皮层（PFC）氧化平衡的影响，研究人员开展相关研究。结果发现，营养过剩破坏 PFC 的氧化还原（REDOX）平衡，有氧运动则能恢复相关指标。该研究为理解肥胖及相关疾病提供新视角。

　　近年来，肥胖问题愈发严重，就像一场悄无声息的 “健康危机” 在全球蔓延。据世界肥胖地图集预测，到 2035 年，全球超半数人口体重指数将达到或超过 25kg/m2，与超重或肥胖 “挂钩” 。在人类发育的关键时期，比如哺乳期和幼儿期，营养过剩问题更是令人担忧，因为儿童期体重增加与成年肥胖直接相关。而且，这个阶段的营养失衡，还可能影响成年后的氧化还原（REDOX）平衡。与此同时，人们的身体活动水平却在不断下降。肥胖加上缺乏运动，就像一对 “坏搭档”，会导致线粒体功能障碍，增加活性氧（ROS）的产生，引发氧化应激，给中枢神经系统带来损害。前额叶皮层（PFC）不仅参与执行功能、工作记忆等重要脑功能的调节，还与饮食行为有关。已有研究表明，肥胖与 PFC 的活动呈负相关，然而，关于有氧运动对哺乳期营养过剩大鼠 PFC 的影响，以及其与细胞和线粒体功能的关联，相关研究却很少。

为了填补这一空白，来自巴西伯南布哥联邦大学、土耳其伊诺努大学、沙特阿拉伯国王哈立德大学等多个研究机构的研究人员展开了深入研究 。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上，为肥胖相关的神经问题研究带来了新的曙光。

研究人员采用了一系列关键技术方法。首先是动物实验，选用 Wistar 大鼠，构建哺乳期营养过剩模型，通过减少每窝幼崽数量，使实验组幼崽获得更多食物，从而模拟营养过剩情况。实验过程严格遵循动物伦理准则。之后，将大鼠分组，一部分进行有氧运动训练，另一部分作为对照。训练方案为在跑步机上进行为期四周的训练，每周五天，每天 60 分钟，运动强度为最大跑步能力的 50%。实验结束后，对大鼠的 PFC 组织进行多种检测分析，包括组织匀浆处理后测定相关酶活性、氧化还原状态指标，以及通过实时聚合酶链反应（RT-PCR）检测 mRNA 水平等。

下面来看看具体的研究结果：

1. 体重变化：在实验过程中，研究人员密切监测大鼠的体重。结果发现，7 日龄时，正常喂养组和营养过剩组大鼠体重没有差异。但到了 14 日龄，两组体重出现明显差异，营养过剩组体重更高，这种差异一直持续到 21 日龄，且差异百分比更大12。
2. 细胞氧化应激和 NAD 氧化还原状态：通过检测 H₂DCFDA 氧化情况来衡量氧化应激水平，结果显示，营养过剩且不运动的大鼠（OS 组），其 H₂DCFDA 氧化产生的中间产物比正常喂养且不运动的大鼠（NS 组）高 169.6%。而经过有氧运动训练的营养过剩大鼠（OE 组），H₂DCFDA 氧化水平相比 OS 组降低了 84.8%。在 NADH 含量方面，OS 组比 NS 组降低了 56.4%，营养过剩组的 NAD⁺/NADH 比值比正常喂养组增加了 107%，不过运动使这一比值升高幅度减少了 57% 。
3. 氧化应激生物标志物和细胞抗氧化剂活性：在氧化应激生物标志物方面，OS 组的丙二醛（MDA）含量是 NS 组的两倍，而有氧运动使 OE 组的 MDA 含量降低了 36.8%。羰基含量作为蛋白质氧化的标记，OS 组比 NS 组高 68.2%，有氧运动则使 OE 组的羰基含量恢复到与 NS 组相同水平。在细胞抗氧化剂活性方面，OS 组的超氧化物歧化酶（SOD）活性比 NS 组降低了 54.2%，不过过氧化氢酶（CAT）和谷胱甘肽 S - 转移酶（GST）活性在各组间没有统计学差异3。
4. 细胞硫醇氧化还原状态：在非酶抗氧化防御系统方面，OS 组和正常喂养但运动的大鼠（NE 组），其 PFC 中的还原型谷胱甘肽（GSH）含量相比 NS 组分别降低了 86% 和 76%。NE 组的氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量比 NS 组高 88%，而 OE 组的 GSSG 含量比 NE 组低 40%。OS 组和 NE 组的 GSH/GSSG 比值相比 NS 组分别降低了 90% 和 85% 。此外，营养过剩使总硫醇含量降低了 37%，而运动使 OE 组的总硫醇含量增加了 48%45。
5. mRNA 基因表达：研究人员还检测了相关基因的 mRNA 表达水平。结果显示，有氧运动使 OE 组 PFC 中的 Sirt1 mRNA 水平相比 OS 组和 NE 组显著增加，而白细胞介素 - 6（Il-6）mRNA 水平则显著降低 。

综合研究结果和讨论部分，这项研究意义重大。研究表明，哺乳期营养过剩会增加 H₂DCFDA 氧化、氧化损伤生物标志物水平，损害抗氧化防御系统，导致氧化应激。而适度强度的有氧运动能有效阻止 H₂DCFDA 氧化及相关氧化损伤生物标志物的增加，部分恢复抗氧化系统功能。在营养过剩组中，有氧运动还降低了促炎细胞因子 Il-6 的表达，这可能是由于 Sirt1 表达增加所致。该研究为深入理解肥胖及其相关疾病提供了更多数据支持，从早期发育阶段揭示了肥胖与氧化应激、炎症之间的关系，也为后续研究提供了方向，比如进一步探究有氧运动影响 PFC 和其他中枢神经系统区域炎症标记物的机制，以及线粒体相关分子与肥胖背景下运动诱导的炎症激活或抑制之间的关系等 。