日本的国立残疾人康复中心、东北大学、国立循環器病研究中心、东京大学、东京农工大学、九州大学、国际医疗福祉大学、关西学院大学、群马大学、大阪大学研究生院医学系研究科、岩井医疗财团、新潟医疗福祉大学、所泽心脏中心等多家机构组成的联合研究团队,通过大鼠实验以及成人临床试验,发现了适度运动可改善高血压的机制。相关研究成果已发表在《Nature Biomedical Engineering》上。
高血压模型大鼠持续进行相当于人类轻度慢跑(每分钟20米)程度的运动后,获得了改善高血压、抑制交感神经活性的效果。此外,研究团队还发现,以每分钟20米速度奔跑的大鼠,每次前脚落地时,头部会受到约1G 的冲击。
此次,为了给高血压模型大鼠头部有规律地提供1G 冲击,研究人员把经过麻醉的大鼠头部每秒上下晃动两次,脑内间质液出现流动,为细胞添加力学刺激(流体剪切力),每天实验30分钟,持续2~3周后,发现对大鼠有降低血压的效果。研究人员认为这是由于高血压模型大鼠中与高血压病理有关的延髓的一部分(吻侧延髓腹外侧皮层)的星形胶质细胞中血管紧张素受体表达降低所致。但是,当阻断了延髓中的间质液流动后,即便主动运动或被动上下晃动头部既不能改善高血压,也未见降低星形胶质细胞中血管紧张素的受体表达出现降低,也未见抑制交感神经活性的效果。
研究人员发现,人的适度运动典型代表——轻度慢跑或快步行走,在脚着地时头部也会受到上下方向1G的冲击。因此,坐在上下振动的座椅上,对头部施加1G的上下方向冲击每天30分钟,每周坐3天,持续1个月,获得了改善高血压、抑制交感神经活性的效果。即使停止乘坐上下振动的椅子,高血压改善效果也持续了约1个月。
高血压是世界上最大的死亡风险因素。已知适度的运动可以预防和治疗高血压,但对运动改善高血压的机制却知之甚少。
本次研究明确了运动改善高血压的背景机制。适度运动不仅能改善高血压,还能减轻或改善痴呆症、抑郁症等许多脑功能疾病的症状和脑功能障碍。因此,运动时产生的脑内组织液流动的重要性可能也适用于这些疾病。此外,什么样的运动,一天进行多少次,一周进行多少天,才能保持健康,这些都是有助于延长健康寿命的重要课题。此次研究的成果表明,通过运动给头部适度的物理刺激可能有助于维持大脑甚至是身体的健康。
原文:《科学新闻》
翻译:JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志:Nature Biomedical Engineering
论文:Interstitial-fluid shear stresses induced by vertically oscillating head motion lower blood pressure in hypertensive rats and humans
DOI:10.1038/s41551-023-01061-x