帕金森氏病（PD）是常见的进行性神经退行性疾病，随着全球人口老龄化，PD的发病率不断上升，对患者及其家人造成巨大的身体和心理负担。尽管当前的治疗方法可以缓解症状，但它们无法阻止疾病的进展。运动是PD的非药物疗法，但潜在的生物学机制尚不清楚。
体育学院运动促进健康科研团队周珂和魏建设教授近日在《Journal of Advanced Research》（影响因子11.4）杂志发表题为“The Power of Exercise: Unlocking the biological Mysteries of Peripheral-Central crosstalk in Parkinson’s disease”的论文，创新性提出"多轴协同"理论框架，探讨运动通过肠-脑轴、肌-脑轴、肝-脑轴、脂肪-脑轴及骨-脑轴等五大核心通路调控并改善PD的分子机制，揭示了运动诱导的外周器官因子（如短链脂肪酸、脑源性神经营养因子BDNF、骨钙素等）穿越血脑屏障，促进神经元存活与再生的关键作用，为未来个体化运动疗法的开发提供了理论依据。
文章指出，肠-脑轴在PD的病理过程中起着重要作用，肠道菌群失调和肠道屏障功能受损会导致炎症反应，进而加剧神经退行性病变。运动能够调节肠道菌群组成，增加短链脂肪酸的产生，并通过增强肠道屏障功能减少有害物质进入血液循环，从而减轻神经炎症。运动还可以调节肠道神经递质（如5-羟色胺和多巴胺）的分泌，改善中枢神经系统功能。
研究结果表明，肌-脑轴、骨骼肌在运动过程中分泌多种肌因子，如脑源性神经营养因子（BDNF）、鸢尾素、组织蛋白酶B和胰岛素样生长因子-1。这些因子能够穿过血脑屏障，促进神经发生、增强突触可塑性，并减少氧化应激和神经炎症，从而改善PD的症状。并且，运动诱导的乳酸生成也能通过调节BDNF水平发挥神经保护作用。
数据显示，肝-脑轴在PD的代谢调节中也扮演重要角色。肝脏分泌的β-羟基丁酸和糖鞘磷脂特异性磷脂酶D1能够穿过血脑屏障，调节神经炎症，增强神经元存活，并维持血脑屏障的完整性。同时，运动还会调节色氨酸代谢，增加神经保护性代谢产物（如犬尿氨酸）的生成，减少神经毒性产物的积累，从而改善PD症状。
研究还发现，脂肪组织分泌的脂肪因子（如瘦素和脂联素）也在PD的神经保护中发挥重要作用。运动能够调节这些脂肪因子的水平，改善能量代谢，增强神经发生，并减少氧化应激和神经炎症。骨骼分泌的骨钙素则能够穿过血脑屏障，调节神经递质合成和信号传导，改善认知功能，并通过AKT/GSK3β信号通路减轻PD的神经毒性。
该研究还探讨了其他潜在的外周-中枢交互轴，如心-脑轴、肺-脑轴和脾-脑轴，以及多轴交互（如脑-肠-骨轴和脑-肠-肌轴）在PD中的作用。这些轴的交互作用可能为PD的治疗提供新的靶点和策略。运动协同多种外周-中枢交互轴改善PD的机制涉及多个层面，包括调节肠道菌群、增强肠道屏障功能、分泌神经保护性肌因子、调节肝脏代谢、改善脂肪因子水平以及调节骨骼分泌的骨钙素等。多项机制共同作用，改善PD的运动和非运动症状，为未来的治疗策略提供新的方向。然而，运动对PD的改善机制仍需进一步研究，特别是多轴交互作用的具体机制以及如何通过运动优化这些交互作用。未来的研究应重点关注运动对PD患者个体化治疗的潜在价值，并探索如何将运动疗法与现有的药物治疗相结合，以实现更全面的疾病管理。此外，进一步研究运动诱导的生物活性分子如何调节其他组织的功能，以改善PD的预后，也将是未来研究的重要方向。
河南大学为该论文的唯一通讯单位，体育学院周珂教授和生命科学学院魏建设教授为共同通讯作者，博士研究生李婧雯为该论文第一作者。该项工作得到国家自然科学基金、河南省自然科学基金和河南大学生物医学交叉创新项目等资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2025.03.001
周珂，河南省特聘教授。主要研究方向为青少年健康促进、学校体育治理。主持国家社会科学基金重点项目，发表论文70余篇。成功入选河南省教育厅学术技术带头人，河南省高校科技创新人才，国际社区健康基金组织（GCH）科学顾问，金砖五国体育运动科学委员会（BRICSCESS）执委，亚洲运动科学学会（ACPESS）执委。
魏建设，河南大学黄河学者。主要研究方向为神经退行性疾病和转化神经病学。重要研究成果在Neuron, Nat Commun, PNAS, Am J Pathol, JBC等国际期刊发表。先后承担国家自然科学基金、日本科教文部省基盤研究(B)等国内外重大科研课题。兼任河南省生物物理学会理事，省免疫学会感染与分子免疫分会副主委，中国和日本神经科学学会会员等。
