今年第一期《腦可塑性》刊物 (Neural Plasticity, 2016)上發表的一篇綜述研究指出:久坐不動的生活方式、不良的飲食習慣、快速的生活節奏,使肥胖現象越來越普遍。肥胖是指體內脂肪的過度積累。目前主要根據BMI指數來判斷成年人的體重級別(表1為世界衛生組織建議的體重級別臨界值)。據世界衛生組織統計,2013年,全球有超過19億成年人超重 ,佔成年人總人口的39%;其中有超過6000萬的成年人為肥胖,佔成年人總人口的13%;有4200萬兒童超重或肥胖。在世界各地,肥胖已經成為一個令人擔憂的健康和社會問題,嚴重威脅著人們的身心健康和日常生活。
我們知道,肥胖與很多健康問題相關,例如糖尿病、心臟病、高血壓和癌症等。與正常體重的人們相比,肥胖者的預期壽命更短。而我們這篇綜述指出,除了健康相關問題,肥胖還會引起認知、運動功能的下降和影響大腦可塑性。
甚麼?胖子們動作不靈活,運動能力較差似乎還可以理解,肥胖與認知能力,腦適能,學適能也有關係?
肥胖與認知功能(腦適能,學適能)
研究表明,肥胖兒童和青少年表現出執行功能、注意力、心理旋轉、數學、閱讀成績較差;動物實驗表明,高脂肪飲食在幼年和成年小鼠身上引起相同的形態和代謝變化,但是幼年就暴露於高脂肪飲食的小鼠的記憶靈活性受損、神經發生減少。
中年肥胖者的整體認知水平比體重正常者低,大腦體積減小速度更快,認知衰老速度也更快。如果一個人在中年期超重或肥胖,那麼他/她在老年期的認知功能比正常人低。中年肥胖,若還伴隨代謝異常,會大大增加患老年痴呆症的風險。
老年肥胖者的額葉、前扣帶回、海馬和丘腦出現萎縮,隨著BMI指數的升高,前額葉皮層、扣帶回的代謝活動減弱,很多腦區(尤其前額葉)灰質體積減小,鉤束(連接額葉和顳葉的結構)白質完整性降低。
肥胖與運動功能
研究發現,超重或肥胖者大動作和精細動作控制都比較差,並且表現出動作發展延遲。肥胖孩子日常生活中較少參加體育運動,他們似乎並不享受運動的過程。肥胖孩子對基礎運動的掌握率較低,尤其是跑、滑、跳、踢和運球;精細運動的精確性、平衡力、跑步速度和敏捷性也較差;他們在協調姿勢上有困難,運動時高度依賴與視覺,而非肥胖兒童則表現出更多的自動化。
肥胖會引起肌肉質量的改變,而肌肉質量又與運動神經傳導速度和手指敲擊速度有關。BMI指數高或腰圍大的中老年人有著較慢的運動速度和較差的手指靈巧性。另外,肥胖者消耗更多的注意資源來補償他們的運動缺陷,例如肥胖者需要用更多的注意資源來保持單腳站立時的平衡。
影響機制
肥胖與認知、運動功能看起來並沒有直接的聯繫,那麼肥胖是如何影響認知和運動功能的呢?看看我們新的綜述文章是怎樣解釋的。
一方面,肥胖者體內脂肪組織的過度積累,使機體產生胰島素或瘦素抵抗、氧化應激增強、炎症出現、血腦屏障完整性被破壞、腦血管改變、神經營養因子減少,很可能使海馬、大腦皮層、小腦等的結構和功能發生改變,而這些結構對於感覺、注意、記憶、思維等認知功能是非常重要的神經基礎,因此造成認知功能損害。
另一方面,肥胖通過影響肌肉骨骼系統(如肌肉質量)影響運動功能,由於運動功能部分依賴於認知功能,所以肥胖還可以通過影響認知間接導致運動功能下降。
肥胖與體育鍛煉
體育鍛煉通過各種機制改善著不同體重級別人們的大腦結構和功能,對認知和運動行為都有好處,所以體育鍛煉是改善肥胖及肥胖引起的相關問題的一種有效方法。
研究發現,每週鍛鍊5天,持續15周,超重兒童的執行功能得到提高;4個月高強度的體育活動(包括有氧和耐力訓練)可以改善肥胖者的認知和氧提取功能。
體育鍛煉的強度、持續時間以及參與者所處的生長髮育階段都影響著鍛鍊的效果。
運動強度與大腦結構以及神經營養因子(BDNF)水平的改變有關,研究表明中等強度的運動是最佳的;單一一次強度適宜的運動的作用是非常小甚至沒有任何效果的,持續時間較長的運動才有利於大腦的改變;另外,研究發現4周的運動可以提高青年和成年大鼠的再認記憶,但是停止訓練2周後,成年大鼠身上的這種提高便消失了,而青年大鼠再認記憶的提高卻是可以保持的,也就是說在青年或是更早的時期進行運動干預的效果可能更好。
體育鍛煉還應遵循幾個原則:因人而異原則(根據鍛鍊者自身的身體狀況而定);有效性原則(合理安排鍛鍊內容,選擇最佳的運動強度,持續時間等);安全原則(確保運動強度和運動量在一個安全的範圍,循序漸進,選擇合適的時間和地點,避免發生危險);全面性原則(體育鍛煉應不僅可以增強體質,增強抵抗力,減少患病,而且能舒展身心,消除壓力,鍛鍊意志力,維持人體生理和心理的平衡,達到“全面身心健康”的宗旨)。
從過去的研究結果看來,肥胖所帶來的“腦適能”,“學適能”和運動功能的損害有可能是貫穿一生的。如今兒童肥胖越來越普遍,而且如果不施加干預,肥胖很可能延續到成年甚至老年,增加患神經退行性疾病(如阿爾茨海默病)的危險,嚴重威脅著人們的健康,降低人們的生活質量。所以家長們應該注意孩子的飲食,避免攝入過多高脂肪食物,鼓勵他們多參加體育運動,而中年肥胖也不可忽視。其實不僅是兒童青少年,也不僅是肥胖人群,體育鍛煉對於提升每一個人的體適能,腦適能,學適能的提高都非常重要。