过度运动可能损害大脑功能

运动被广泛认为是预防疾病和促进健康的有效途径，包括延缓与年龄相关的认知衰退。然而，一些临床研究表明，过度运动与认知能力下降之间存在关联。但迄今为止，其潜在机制仍不清楚。

中南大学湘雅医院的研究人员取得了一项突破性进展。2025年12月3日，由罗向航和彭辉领导的内分泌科团队在《美国医学科学院院刊》（NPI）上发表了一篇论文。 细胞代谢 标题 过度剧烈运动会通过肌肉衍生的线粒体假体损害认知功能。他们的研究结果揭示了过度训练如何损害认知功能，为“运动应适度”的原则提供了新的科学证据。这项研究还解释了为什么一些高强度运动爱好者会出现记忆力衰退。

背景

运动与健康之间呈“倒U型”或“J型”关系并非生理学上的新发现。极限耐力训练可能导致心脏纤维化和暂时性免疫抑制等风险。近期的临床观察提示，过度运动也可能损害认知功能，但其生物学机制尚不明确。

科学家们将目光转向了突触，它是认知功能的微观基础。突触严重依赖附近的线粒体提供能量。当能量供应不足时，突触的结构和功能就会退化，这标志着认知衰退的早期阶段。

另一个新兴的研究领域是线粒体衍生囊泡（MDVs）。这些微小的囊泡在应激条件下释放，携带受损的线粒体蛋白或DNA。它们充当细胞和器官之间的“应激信使”。此前，肌肉来源的MDVs对大脑记忆中心——海马体的潜在影响尚未得到研究。

方法和结果

从大数据到小鼠模型：证实J形曲线

研究团队分析了英国生物银行超过31万名参与者的数据。在调整了年龄、教育程度和其他因素后，呈现出清晰的J型模式：总体身体活动量与认知风险相关，其中剧烈运动的影响最为显著。最佳运动量约为每周1216代谢当量分钟，大致相当于每周进行四到五次每次30分钟的高强度跑步。超过此阈值，认知风险就会增加。

在小鼠模型中，过度运动的动物在行为测试中表现出显著的学习和记忆缺陷。显微镜观察显示，海马体突触密度降低且结构受损，证实过度训练会导致突触丢失和认知障碍。

肌肉来源的囊泡导致突触功能障碍

骨骼肌是运动的主要器官，过度训练后，骨骼肌中的线粒体出现肿胀。血液检测显示，富含线粒体蛋白和DNA的特殊囊泡水平升高，这些囊泡以PCNA相关因子为标志。研究团队将这些囊泡命名为“otMDVs”。

实验表明，otMDVs能够穿过血脑屏障并在海马神经元中积聚。将otMDVs注射到健康小鼠体内会导致突触丢失和认知功能下降。抑制otMDVs的产生即使在过度运动的情况下也能保护认知功能，这证明otMDVs是脑损伤的关键介质。

乳酸作为触发因素

研究发现，乳酸是诱导otMDV释放的触发因素。只有长时间高强度运动并维持较高的乳酸水平才能导致otMDV释放。直接注射乳酸可以重现这种效应，而减少乳酸生成则会抑制该效应。从机制上讲，乳酸通过化学修饰作用影响转录因子ATF5，导致蛋白质和线粒体DNA异常包装成otMDV。

双重攻击机制

一旦进入海马神经元，otMDVs 就会通过两种方式破坏突触：

1. 物理干扰PAF 蛋白劫持了线粒体的锚定位点，阻断了能量供应。

2. 信号中断线粒体DNA激活了炎症通路，抑制了负责运输线粒体的蛋白质KIF5。这种双重打击导致了能量危机和认知能力下降。

过度运动的更广泛影响

除了认知方面的影响，过度训练还会从多个方面损害身体：

• 肝纤维化过多的代谢废物会加重肝脏负担，增加患脂肪肝和肝硬化的风险。

• 加速衰老氧化应激会损伤DNA，导致肌肉流失和皮肤过早老化。

• 免疫力下降长期高强度运动会造成抵抗力下降的“开放窗口期”，使感染的可能性增加。

要点：适度运动

彭辉教授强调：“运动与健康的关系呈J型曲线。适度运动益处最大，但一旦超过阈值，益处就会迅速减少，甚至可能产生危害。”

过度运动不是指专业运动员的训练，而是指普通人超越安全极限，例如每天跑步超过 10 公里或连续训练数小时不休息。

健康运动的实用指南

• 控制强度选择一些可以让你轻松交谈的活动，例如快走、慢跑、游泳或瑜伽。

• 管理持续时间成年人每周应进行 150-300 分钟的运动，每次运动时间为 30-60 分钟。

• 优先恢复确保睡眠7-8小时，补充蛋白质和水分，并让肌肉休息至少48小时。

• 倾听你的身体持续疲劳、头晕或关节疼痛是过度训练的警告信号。

健康没有捷径。质量和平衡比极端的时间长短或强度更重要。

结论

这项研究揭示了过度运动与认知能力下降之间的一整套关联事件：
长时间剧烈运动 → 肌肉中持续的乳酸积累 → ATF5 修饰 → 释放携带有害蛋白质和 DNA 的 otMDV → otMDV 进入海马体 → 突触能量危机和结构损伤 → 学习和记忆受损。

信息很明确：在追求“更高、更快、更强”的过程中，找到身体和大脑和谐运作的平衡才是通往健康的真正途径。

参考

[1] Huang Y, Hu B, Liu Y, Xie LQ, Dai Y, An YZ, Peng XY, Cheng YL, Guo YF, Kuang WH, Xiao Y, Chen X, Zheng YJ, Xie GQ, Wang JP, Peng H, Luo XH. 过度剧烈运动会通过肌肉来源的线粒体替代物损害认知功能。 Cell Metab. 2025 年 12 月 3 日:S1550-4131(25)00486-3。doi：10.1016/j.cmet.2025.11.002。PMID：41344322。