01
人类大脑是一个高耗氧器官，约占全身耗氧量的20-30%，但大脑无法储存氧气，对缺氧极为敏感。哥本哈根大学转化神经医学中心的研究团队开发了一种可视化工具，能够捕捉到大脑皮层部分氧张力（Po2）的动态变化，发现在清醒状态下，小鼠大脑中会自发产生短暂且局限的缺氧区域。
哥本哈根大学的研究团队在《Science》杂志上发表的研究揭示了大脑在生理条件下的氧气动态变化，发现缺氧状态是大脑的“常态”，并称之为“缺氧口袋”。研究还发现，体育活动如跑步能显著减少这种缺氧负担，从而可能降低与大脑缺氧相关疾病的风险。
02
研究者利用一种“会发光”的绿色增强纳米灯笼（GeNL）技术，观测到静息状态下Po2具有高度动态性，经常出现局部、瞬时的氧张力骤升和骤降，这些区域被称为“缺氧口袋”。这些缺氧口袋的出现与局部血红蛋白浓度变化有很强的相关性，推测是由于毛细血管的微循环受阻导致。
GeNL的生物发光强度报告了脑氧分压
具体而言，与习惯久坐的清醒小鼠相比，积极参与跑步的小鼠其体内的“缺氧区域”数量减少了33%，持续时间缩短了7秒，空间覆盖率降低了26%。这表明，仅仅是跑步这一简单的运动行为，就有效减轻了小鼠52%的缺氧负担，效果非常显著。
研究者指出，在主动跑步的情况下，功能性的血液充盈能够迅速减少“缺氧区域”的形成。这一发现也解释了为何久坐生活方式会增加患痴呆症的风险。
该论文的通讯作者Maiken Nedergaard教授指出，利用这项新开发的工具，研究人员现在能够深入探究包括阿尔茨海默病和血管性痴呆在内的一系列与大脑缺氧有关的疾病。此外，该工具还可以帮助研究久坐或运动等生活方式因素、衰老、高血压以及其他可能促成这些疾病的因素是如何影响大脑健康的。
总之，这一发现表明，运动不仅能改善身体健康，还可能对大脑健康有积极影响，降低因缺氧引起的神经损伤和相关疾病风险。
03
这项研究为理解大脑缺氧与神经退行性疾病之间的关系提供了新的视角，并强调了运动在维持大脑健康中的重要性。
这项研究提醒我们，定期进行体育活动对于保持大脑健康至关重要。通过运动，我们不仅能改善身体的整体健康状况，还能减轻大脑的缺氧负担，从而可能降低患上与缺氧相关的神经退行性疾病的风险。
参考
Beinlich FRM, Asiminas A, Untiet V, Bojarowska Z, Plá V, Sigurdsson B, Timmel V, Gehrig L, Graber MH, Hirase H, Nedergaard M. Oxygen imaging of hypoxic pockets in the mouse cerebral cortex. Science. 2024 Mar 29;383(6690):1471-1478.