运动对海马体依赖性认知和肠道菌群的影响 (NeuroFit)

主要研究问题：运动对中年人群的整体认知、海马体依赖性记忆功能和肠道微生物群有影响吗？

中年是认知/情绪变化的关键时期，早于前驱性痴呆，这是由神经可塑性的变化和肠道微生物群的改变所介导的。 这段寿命也与体重增加、新陈代谢下降和身体健康有关。 然而，尚不清楚认知和情绪变化是否可以因运动和肠道微生物群的作用而得到改善。

海马体在认知和情绪中发挥作用，并且容易受到肠道介导和代谢变化的影响。 它能够在整个生命过程中从神经干细胞中产生新的神经元。 这是一个可改变的神经可塑性过程，称为成人海马神经发生 (AHN)，在人类和啮齿动物大脑中随着年龄的增长而减少。 运动是 AHN 的强大增强剂，可以减轻老年大脑的缺陷。 啮齿动物研究表明，AHN 是抗抑郁作用和某些记忆形式的基础。 特别是模式分离，即区分相似经历或环境的能力。 模式分离能力的降低在老年人中很明显，并且是轻度认知障碍的早期症状，可在中年出现。 此外，与年轻大鼠相比，中年相关的模式分离已被证明受损并且 AHN 减少。 模式分离也被认为对运动非常敏感。 然而，运动预防/逆转中年 AHN 缺陷和模式分离的潜力尚未得到研究。 知识上的一个主要差距是确定中年认知障碍的潜在机制，以及运动等调节因素如何减轻这些障碍。

研究人员提出，中年肠道微生物群及其代谢物的组成可能预示着 AHN 和模式分离的减少，这可以通过运动来挽救/改善，因此是研究的关键机制目标。 作为支持，衰老与胃肠功能下降和微生物群组成的变化有关。 中年人特别容易受到肠道微生物群组成和代谢物变化以及小鼠神经炎症的影响，并且这些影响会因益生元补充而改变。 改变的肠道微生物群通过代谢变化与情绪低落/抑郁行为相关，无菌小鼠显示神经发生异常增加。 此外，初步数据表明，肠道微生物群耗竭（由长期抗生素给药引起）导致模式分离和 AHN 减少，尽管是在年轻的成年大鼠中。

越来越多的证据表明，运动可以改变肠道微生物组成和血清代谢物。 有趣的是，人类和大鼠在运动后血浆中呈现出相同的代谢特征。 此外，运动对代谢特征的影响可通过粪便微生物群移植 (FMT) 传播。 考虑到肠道微生物群 (i) 对运动和年龄敏感，(ii) 调节 AHN，并且 (iii) 参与模式分离和情绪，研究人员提出肠道微生物群与 AHN 的交流对于维持海马完整性和认知能力很重要中年时期发挥作用。

目的 NeuroFit 研究的总体目标是开发和测试基于群体的运动干预的影响，以确定可能影响中年成年人认知和情绪变化的特定肠道微生物群和代谢特征。

假设 伴随着肠道菌群和相关代谢物变化的运动可以挽救/改善中年模式分离减少的情况。

目标 NeuroFit 研究有 3 个主要目标。

1. 与对照组（持续的习惯性行为）相比，确定为期 12 周的运动干预（每周 3 天，30 分钟）对健康中年参与者的认知和情绪的影响。
2. 在一项随机对照试验中确定对运动有反应并预测认知和情绪变化的中年特定肠道微生物群和代谢特征。
3. 评估运动对神经精神症状、血清 BDNF、饮食摄入、生活质量、习惯性体育活动、心肺健康、人体测量学和心脏代谢健康对认知和情绪的影响。