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除了统计资料外，我们还可以从运动重新规划大脑生物特性的动物研究中得到证据。实验室培育出一个老鼠品种，其带有易于使老鼠生成斑块（淀粉样蛋白斑）蓄积的基因。卡尔·科特曼测试了运动对这种老鼠的影响。结果发现，与不运动的老鼠相比，运动老鼠减缓了斑块蓄积的速度。运动还预防炎症的发生。科特曼认为，正是炎症引发了斑块的聚集。在认知能力衰退和阿尔茨海默病之间的过渡阶段，炎症会不断增加。
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麦特森在老鼠研究中得到了类似的结果。实验中去除了老鼠的多巴胺神经元，以此模仿帕金森氏病的生物学特性。随后，研究人员让这些老鼠在转轮上跑步。结果这些老鼠的大脑基底核表现出更好的适应力，并有更多的神经元连接。这表明老鼠大脑有了适应力，它们建立起神经回路以抵消多巴胺的衰退。
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关于运动对帕金森氏病作用的信息，不过我们所掌握的远远超出实验室的老鼠研究。近5~10年，人们越来越多地把运动作为一种治疗方式，特别用于疾病早期治疗上。运动使帕金森氏病患者大脑内退化的运动区域重新发挥作用；运动通过增加神经元连接、刺激产生更多脑源性神经营养因子（BDNF）和其他神经保护因子，从而激活了基底核。研究人员开始检测运动的效果。左旋多巴（L-dopa）是常见的治疗帕金森氏病药物，也是多巴胺的前体，它可以增加多巴胺的数量。有一项研究观察了运动与左旋多巴联合治疗的效果。左旋多巴的不足之处在于，时间太长会失去药效（而且它还有很多副作用）。在健身单车上进行40分钟简单运动后立即服用左旋多巴，就能增加药物对运动机能的作用。
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尽管研究人员还在努力探索阿尔茨海默病的病因，但他们还无法确切解释运动是如何对抗阿尔茨海默病的危害的，不过科特曼认为可能的原因是，运动减少了炎症并增加了神经保护因子。
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人口学研究支持了运动可延缓痴呆的证据。20世纪70年代早期有一项涉及1 500名芬兰人的调研。21年后，研究人员再次联络这些已经是65岁到79岁的老人。那些每周至少运动两次的人患痴呆的可能性减少了50%。特别有趣的是，在那些携带ApoE4基因的人中，有规律运动和患痴呆症之间有更为明显的联系。研究人员提出一个可能的原因是，变异基因使大脑的神经保护系统天生就处于危险之中，所以个人生活方式就显得尤为重要。就如麦特森所言，关键在于“我们目前所能做的就是改善环境因素，最大限度避免基因带给我们的危险”。
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益寿延年之道
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一些关于老化的公众话题聚焦在那些生育高峰期出生的未来老年公民，同时有观点认为，这批数量庞大的群体会因为痴呆症和其他严重健康问题，而给美国医疗保健系统带来史无前例的费用负担。但我认为，我们不会陷入到这样命运惨淡的境地中。尽管我们这代人熟悉速食品和付费电视，但我们也是伴随肯尼斯·库珀有氧运动的观念长大的。与我们的前辈不同，我们深知健康的心肺可以抵御疾病，而且我们熟悉健身房。我母亲只是碰巧有走路的好习惯，甚至那位密歇根80岁高龄的滑雪爱好者哈罗德，都并非完全精通健康和强健体能带来的好处。有一次，哈罗德问训练师琼·斯梅德利，肌肉为什么会抽筋。当斯梅德利表示那可能是脱水的缘故时，哈罗德有些不屑一顾地开玩笑道：“我可是喝了很多液体，咖啡、牛奶和酒。”
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我坚信，当人们逐渐认识到生活方式能够延长他们的健康时，不仅能使他们长寿，更能让他们的生活富有质量时，他们更有可能会选择运动。当人们逐渐了解到运动对大脑和心脏同样重要时，他们就会投入到运动中。运动是如何保持健康长寿的？以下几点可供说明。
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1.运动强健心血管系统功能。健康的心肺可以降低静止时的血压，因此减少了身体和大脑内的血管压力。这里有许多机制参与其中。首先，运动期间的肌肉收缩可以释放出血管内皮生长因子（VEGF）以及成纤维细胞生长因子（FGF-2）等。除了促进神经元连接和神经新生之外，这些因子还激活产生内皮细胞的分子连锁反应。内皮细胞是血管内壁的组成部分，因此对建立新的血管至关重要。这些作用扩大了血管网络，让生命补给线渗透到脑部每个区域，同时产生备份的血液循环路线以预防未来的血管阻塞。其次，运动带来更多的氧化氮。这种气体可扩张血管以增加血容量。再者，中等强度至剧烈活动期间，血液的增加可以减少大脑动脉的硬化。最后，运动在一定程度上可以阻止血管的损坏。中风患者、甚至是阿尔茨海默病患者参与有氧运动后，其认知能力评分都有了改善。年轻时就开始运动取得的效果会更好，不过任何时候开始运动都不晚。
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2.运动调节能量。瑞典著名的医学院卡罗林斯卡医学院的研究人员对1 173名75岁以上的老人进行了为期9年的研究。所有被试都没有糖尿病，但那些有高血糖的人患阿尔茨海默病的可能性增加了77%。
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随着我们慢慢变老，体内胰岛素水平下降，葡萄糖更难进入细胞内提供能量。因此葡萄糖会迅速增加，由此导致细胞内产生自由基之类的废物，同时还破坏了血管，使我们处于中风和阿尔茨海默病的危险中。当一切处于平衡的情况下，胰岛素可以抑制淀粉样蛋白斑的增加。但就像炎症一样，过多的血糖会促进这种淀粉样蛋白斑的蓄积，从而破坏周围的神经元。
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运动增加了胰岛素样生长因子–1（IGF-1）。IGF-1可调节体内的胰岛素水平，改善大脑内突触的可塑性。通过减少过剩的血糖，运动还能提高被血糖降低的脑源性神经营养因子（BDNF）的水平。
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3.运动可以减肥。除了损坏心血管系统和代谢系统之外，身体肥胖本身还严重威胁到大脑。美国疾病预防控制中心（CDC）估计，美国65岁以上的老人中，73%的人体重超重。而且考虑到肥胖带来心脏病和糖尿病等潜在健康问题，CDC适时宣布肥胖成为一种流行病。仅仅体重超标就使发生痴呆症的风险增加了一倍，要是我们把伴随肥胖而出现的高血压和高胆固醇的因素考虑在内，那么这个风险将增加至6倍。退休后，人们会觉得忙碌一辈子应该好好休息，于是开始暴饮暴食。然而他们没有意识到，每餐餐后的甜食并不是什么好事。运动无疑从两个方面来消除肥胖：燃烧卡路里和减少食欲。
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4.运动提高压力阈值。慢性压力可产生过多的皮质醇，由此引发抑郁症和痴呆症，而运动可以抵消过多皮质醇带来的破坏作用。不但如此，运动还能强化神经元对抗过剩葡萄糖、自由基和兴奋型神经递质谷氨酸盐的能力。尽管这些都是必需物质，但在失控时，它们会破坏细胞。当废物蓄积堆满细胞，就会开始制造危险产品——破碎的蛋白质和DNA碎片，这些触发了潜在而最终难以避免的细胞死亡过程，这就是老化。而运动可以产生修复损坏和推迟这一过程的蛋白质。
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5.运动改善情绪。更多数量的神经递质、神经营养物质和神经连接可以避免海马体发生和抑郁及焦虑有关的萎缩。大量研究表明，保持愉快情绪能减少我们患痴呆症的可能性。这个证据不仅适用于临床抑郁症，而且还适用于一般的沮丧心态。坚持运动不仅让我们参与其中、保持人际联络，还能结识新朋友，这样的社交对提升并保持情绪起到了重要作用。
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6.增强免疫系统。压力和老化削弱了免疫系统，而运动可以从两个途径直接增强免疫系统：首先，即使是中等强度的活动也能恢复免疫系统的抗体和通常被称为T细胞的淋巴细胞。抗体可以对抗细菌和病毒感染，同时免疫系统会产生更多的T细胞，让身体对癌症之类疾病的发生保持更高的警觉。人口学研究证实了这一点：那些经常运动的人患结肠癌的风险减少了50%。
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其次，免疫系统的部分职责是激活细胞、修复受损组织。一旦免疫系统出问题，受伤的地方就会溃烂，慢慢地就留下了慢性炎症。所以当你过了50岁后，作为标准体检的一部分，医生会检查你血中是否有C反应蛋白。这类蛋白是慢性炎症的一个指针，也是心血管疾病和阿尔茨海默病的一个危险因素。运动让免疫系统恢复正常，让它能终结炎症和对抗疾病。
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7.运动增强骨骼。骨质疏松症并不会对大脑有很大影响，但这里有必要提到它。因为当你年老时，需要有强健的骨骼来坚持锻炼，而且它在很大程度上可以预防疾病。
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美国有2 000万女性和200万男性患骨质疏松症。髋部是最容易骨折的部位，每年因髋部骨折而死亡的女性数量超过了乳腺癌。女性大约在30岁时，骨量达到顶峰，此后一直到更年期，每年都会流失1%的骨钙含量。而更年期时，流失速度增加了一倍。因此女性到了60岁，大约已经失去了30%的骨钙含量。除非她服用钙片和维生素D（每天早晨晒10分钟太阳就可以免费得到维生素D），同时做某种形式的运动或力量型锻炼来给骨骼加压。谈到为老年生活而储备骨量，行走在这方面并不是很奏效。不过对年轻人来说，力量训练或者任何需要跑步或弹跳的运动都可以抵消骨钙含量的自然流失。你能抵御这种流失的程度相当可观：研究表明，经过数月的力量型训练，女性腿部力量可以增加一倍。即使90多岁的女性还是能提高她们的骨骼力量的，并预防骨质疏松症这种极为痛苦的疾病。
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8.运动提高动机。幸福的老年生活是从渴望开始的，如果不想保持积极、活跃和旺盛的状态，人们很快就会陷入久坐而孤独的死亡陷阱中。老化带来的一个问题是，缺乏挑战。而通过运动，我们可以不断地自我提高和自我鞭策。
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多巴胺是动机系统和运动系统最重要的神经递质，而运动可以抵消多巴胺的自然衰减。运动的时候，本身就是在通过巩固多巴胺神经元之间的连接来增加积极性和预防帕金森氏病。这完全体现了一种观点：如果你不是在忙于生活，你的身体就会忙于死亡。人生中，有计划、目标和约会是很重要的事。像高尔夫球和网球这类项目是很棒的运动，因为它们需要靠不断地通过自我监控来改进技能。
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9.运动促进神经可塑性。预防神经退行性疾病最佳的办法就是，塑造一个健康的大脑。有氧运动实现了这一点：它巩固大脑细胞间的连接、产生更多突触来扩大神经网络、刺激海马体新生的干细胞分化形成功能性神经元。身体运动增加了神经新生和神经可塑性所必需的神经营养因子的数量，从而维持大脑的生长。否则随着老化，神经新生和神经可塑性会逐渐衰减。肌肉收缩时释放的VEGF、GF-2以及IGF-1等因子从身体进入大脑，并参与了这个过程。所有结构上的变化都提高了大脑学习及记忆、执行更高级思维和控制情绪的能力。神经连接越牢固，大脑修复可能发生损坏的应对能力就越强。
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