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世界阿尔茨海默氏症月: 年轻十岁 - 运动如何使您的大脑恢复活力

21 9月 2018

他把它称之为“奇迹分子”。 分子是氧气,Damian Bailey 教授正在研究它如何使我们最重要的器官 - 我们的大脑 - 更长久地工作。

 

 

Damian Bailey 教授

也许 Damian Bailey 是世界上最极端的科学家之一。这位南威尔士大学生理学和生物化学的教授是一位前国际运动员和耐力运动员,他的研究经常将他带到山顶或自由潜水深入人类的极限。他的研究揭示了当推动自己达到极限时我们的大脑和身体的反应的深刻见解。

 

氧气和我们的大脑

Damian 的研究聚焦在调节氧向大脑输送的因素。为此,他研究了奥林匹克运动员,高海拔登山运动员和自由潜水员等高性能运动员的大脑,这些运动员能够在低氧或无氧环境下获得非寻常水平的氧气。他也研究痴呆症和中风病人的大脑。

两者之间的联系是被 Damian 称之为“奇迹分子”的氧气和氧气是如何被输送到我们的大脑。Damian 解释说:“大脑是“神经元调控员”,负责人体内的其他器官。 但矛盾的是,大脑已逐渐依赖于这种宝贵的氧气供应,使其特别容易失败,就像中风相关的临床并发症一样。” 

“因此,我们正在研究氧气对于世界级运动员的作用,这些运动员具有最好的适配性,将他们与患者进行比较,这些患者因血液渗入大脑,导致痴呆和中风。” 这项研究有助于确定从超级健康的奥林匹克运动员到严重病患者的整个健康和疾病范围内的脑氧输送范围。Damian  说:“这项研究很有活力,在很多方面都很有很好的应用。但最终,对于理解为什么有些人会死于疾病,为什么氧气对大脑如此重要,以及大脑没有足够的氧气的理解具有强烈的临床焦点。”

 

年龄增长和运动

随着年龄的增长和身体活动的减少,了解运动员如何能取得非凡的成绩,有助于我们了解我们晚年大脑某些疾病的病因。Damian 的见解告诉我们更多关于脑卒和痴呆等脑损伤的原因,并可能提供预防或治疗它们的替代方法。Damian 说:“越来越多的人长寿,这与神经变性疾病的发病率增加有关。”

“我们能否改善人口老龄化的生活质量? 身体活动能否减缓导致老年性疾病的过程?“ Damian 对于长期运动以改善脑血管功能并了解其如何影响氧运输和临床结果的机制特别感兴趣。他的研究表明,运动是一种有前途的抗衰老和相关神经变性的对策。

体育活动甚至有助于预防阿尔茨海默病和痴呆症。“我对大脑特别感兴趣,以及大脑对运动的适应性。 阿尔茨海默病当然是所有大脑疾病中最普遍的疾病之一。我们认为这与大脑吸氧有关。它没有根治疗法,运动是一种很有前途的对策,可以改善大脑的氧气输送,带来各种好处,最终提高患者的生活质量。”

 

自由基的作用

为了解运动对大脑功能的益处,Damian 专注于自由基,即调节氧气传递到大脑的分子,无论好坏。在运动人体中首次表明骨骼肌中自由基的形成增加 - 鉴于这些分子对结构组织损伤的能力,传统上认为这是一件坏事。此后他已证明,在生理上控制量,自由基作为适应性信号分子,不仅在肌肉中,而且在大脑中,都有助于改善血管健康。

这些适应性使大脑运动的功能仿佛年轻了十多岁,这可以减少中风和痴呆症的发病率 - 真正的 “运动大脑以获取利益”。 Damian 说:“这是一个梦想的结果。抗击与年龄相关的神经退行性变的能力可以免费提供给每个人,并且没有药物可能带来的副作用。”

 

极限实验

图片:Jacob Boman

Damian 为寻求对从空气中吸收氧气到大脑的基本生理机制的独特见解,这将他带到了地球上一些最极端的环境中。

他参与了海平面以下数十米深处的自由潜水者的研究,探索了地球上一些最高峰,以及北极和南极的应用研究。“与自由潜水者和高海拔登山者合作,更体现了氧气对大脑的重要性; 例如,当一些自由潜水者可以屏住呼吸超过11分钟时,它变得尤为明显。” 针对自由潜水者和登山者这样的高性能运动员的大脑如何应对缺氧的极端情况的研究,最终可以提高我们对限制人体对氧气剥夺的耐受性的机制的理解,并开发新的 “目标” 疗法,最终可以挽救患者的生命, 特别是在重症监护室。

“当我们探索对基本生理机制的独特见解时,我们有一个绝佳的机会将真正的冒险意识融入到我们所做的一些研究中。我们的临床和应用模型让我们精确地询问,为什么我们的大脑如此依赖氧气,以及大脑可获得的氧气在多大程度上影响我们对疾病的轨迹。”

 

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精准的设备

在这些极端环境中进行实验也需要特殊设备 - 这正是 ADInstruments 自豪地能提供帮助的地方。除了记录复杂的实时信号排列,包括心率,血压,呼吸呼出气体,脑血流量,活动和氧合作用 – Damian 还需要紧凑,便携和坚固的设备。 这就是他使用 PowerLab 进行数据采集的原因。

PowerLab 完整数据

“ADInstruments 的硬件,特别是 PowerLab,已经彻底改变了我们在这些充满挑战的环境中做的事情,我们可以真正将我们的实验室带到山上。该设备在极端温度、风和低氧的极端环境中表现优异。当你花费大量资金把一系列设备带到山上时,当你测试志愿者时,你希望这些设备能够工作,非常幸运,PowerLab 特别耐用。” 他补充道,“你甚至可以休息时放置咖啡在仪器上 – 在攀登时这实在太棒了!”


 

Damian Bailey 是南威尔士大学生理学和生物化学教授,目前是皇家学会沃尔夫森研究员和神经血管研究实验室负责人。

 


9月是世界阿尔茨海默氏症月,这是一项提高痴呆症意识和挑战病症的国际运动。访问 www.worldalzmonth.org,了解如何参与其中。