介绍
衰老与白质和灰质体积损失以及白质完整性下降有关。引文1 ]。更具体地说，研究表明，与年龄相关的萎缩发生在颞内侧（即海马体）[引文2 ]和额叶（即前额皮质）[引文3 ]。这些与年龄相关的神经解剖学变化被认为与认知能力（例如智力、记忆力、处理速度和执行功能）的恶化有关。引文4 ,引文5 ]。除了大脑结构的变化之外，先前使用扩散张量成像纤维束成像的研究表明，与年龄相关的认知能力变化也可能是由胼胝体完整性下降介导的（即膝部的中央部分和压部部分纤维）右半球）[引文6 ]。值得注意的是，与年龄匹配的健康对照相比，神经退行性疾病（例如痴呆）患者的大脑结构和功能的变化更为明显。引文7 ]。

除其他因素外，定期和持续的身体活动（例如力量和/或耐力训练）可以减少与年龄相关的结构和功能退化。引文8-11 ]。脑源性神经营养因子（BDNF）被认为是一种关键的神经营养因子，负责身体活动（例如脑容量和完整性）诱导的有益功能和/或结构性大脑适应，促进社会情绪（例如睡眠质量和情绪）和/或表现。相关变化（例如记忆和执行功能）[引文12-14 ]。在此过程中，前体蛋白 proBDNF 被裂解为 BDNF 前肽和成熟 BDNF (mBDNF)。proBDNF 主要激活 p75 受体并导致细胞凋亡，而 mBDNF 主要与原肌球蛋白相关激酶 B (TrkB) 结合，促进神经发生、神经元分化、突触发生、神经元存活和长期增强等重要过程。引文15 ,引文16 ]。然而，proBDNF/p75 和 mBDNF/TrkB 信号通路之间似乎没有明确且严格的分离。实际上，两种受体和/或诱导信号通路之间可能存在转变，这些转变互补且协同地促进突触棘的形成和重塑。引文14 ]。因此，活动诱导的 BDNF 释放 [引文17 ]促进神经可塑性，从而调节参与学习和记忆形成的过程[引文16 ,引文18-22 ]。大部分 BDNF 在大脑中释放，在海马体和新皮质中通常呈终生表达。引文23-26 ]。由于 BDNF 被认为可以双向穿过血脑屏障，因此静脉血中的外周 BDNF 浓度，特别是血清 (BDNF S ) 和血浆 (BDNF P )，被建议作为脑 BDNF 浓度的合适替代生物标志物。引文27、引文28 ]。这得到了对健康年轻人的研究的支持，这些研究揭示了急性运动引起的前额叶改善之间存在正相关性。引文29 ]以及海马依赖性[引文30 ] 认知表现和 BDNF S的增加。

然而，BDNF 血液浓度显示出生理性（例如活动和年龄依赖性）和病理生理性（例如疾病依赖性）波动。引文31、引文32 ]。例如，一项探索性中介分析表明，BDNF S、海马体积和空间记忆功能随着年龄的增长而降低。引文33 ]。此外，BDNF S被发现介导与年龄相关的海马体积下降，进而促进与年龄相关的空间记忆功能下降。引文33 ]。此外，研究表明，在衰弱前期的老年人中， BDNF P较低。引文34 ]和虚弱[引文35 ]与没有虚弱的人相比。患有神经退行性疾病或神经精神疾病（例如阿尔茨海默病）的患者也发现 BDNF 水平降低。引文36–38 ]（特别是当疾病严重程度进展时[引文39 ]）和抑郁症[引文40 ]。在这种情况下，BDNF S和 BDNF P可以作为替代生物标志物，用于评估维持甚至改善大脑结构和功能的干预措施是否成功。

有趣的是，动物研究发现，急性和慢性暴露于间歇性缺氧会增加不同脑区（如脑桥、大脑皮层、初级运动皮层和脑内皮细胞）的 BDNF 蛋白和 BDNF 信使核糖核酸 (mRNA) 转录水平。引文41-44 ]。此外，Ryou 等人。[引文[41 ]表明，在 21 天的时间内每天暴露于 10 个间歇性缺氧周期（6 分钟缺氧（吸入氧分数 (F i O 2 ) = 0.10），中间穿插 4 分钟常氧）会增加脑皮质促红细胞生成素 (EPO) 和阿尔茨海默病三重转基因小鼠模型中 BDNF 的形成。这些增量与空间学习和记忆功能的改善有关。就人体研究而言，暴露于间歇性或长期缺氧 4 至 8 周（3 个疗程·周-1）可提高健康老年人的认知能力。引文45 ,引文46 ]和遗忘性轻度认知障碍患者[引文47 ]。间歇性缺氧暴露的神经保护作用被认为与缺氧诱导因子（HIF，尤其是 HIF-1α）的稳定和活性氧（ROS）的产生有关。引文48、引文49 ]。HIF-1α 可以激活负责血管生成的基因的转录等。引文50 ]，血管舒张[引文51、引文52 ]、葡萄糖转运和葡萄糖代谢[引文53、引文54 ]。在这方面，特别是心血管和代谢对间歇性缺氧的适应被认为可以防止神经变性（例如通过增加脑血流量和血管化并减少心血管危险因素）。引文48、引文55 ]。基于交叉适应现象，ROS启动的氧化还原信号通过激活转录因子核因子-红细胞2相关因子2来诱导抗氧化和抗炎基因[引文56、引文57 ]。此外，常压缺氧是提高 EPO 产量的重要策略。引文58-60 ]。除了调节红细胞生成的功能外引文61 ]，EPO还具有抗氧化和抗炎作用[引文62 ]，这对于与多种（与年龄相关）疾病（例如神经退行性疾病）相关的全身慢性炎症可能是有益的[引文48、引文63、引文64 ]。在这方面，Kiers 等人。证明持续暴露于常压缺氧（动脉氧饱和度为 80-85% 时 3.5 小时）可增强腺苷释放，导致腺苷 2B 受体依赖性抗炎标志物（即白细胞介素 (IL)-10）血液浓度增加以及随后抑制内毒素诱导的系统性炎症细胞因子反应（即肿瘤坏死因子 α (TNFα)、IL-6 和 IL-8）[引文65 ]。

先前的一项研究检查了小鼠大脑微血管内皮细胞的 BDNF 分泌，发现长期和间歇性缺氧都会刺激 BDNF 表达，后者更有效，可能是通过增加 ROS 形成来介导的。引文44 ]。由于ROS的形成发生在复氧过程中，因此推测用适度高氧代替正常氧可以通过上调氧化还原信号来增强间歇性缺氧的神经保护作用。引文63、引文66、引文67 ]。这种方法称为间歇性低氧-高氧暴露（IHHE）[引文68 ]，已被证明是一种适用性良好且可耐受的非药物干预策略，用于改善认知表现[引文69–71 ]并减少阿尔茨海默病的循环生物标志物[引文71 ]老年患者和轻度认知障碍患者。

然而，IHHE 对人类 BDNF 血液浓度和炎症状态的急性和慢性影响在很大程度上仍未得到研究。因此，本研究旨在分析有氧循环前 IHHE 对老年患者运动后和训练后 BDNF S和 BDNF P以及 C 反应蛋白 (CRP) 和 IL-6水平的急性和慢性影响， 分别。预计在有氧循环之前添加 IHHE 将增强运动引起的 BDNF S、BDNF P和 IL-6 的急剧增加。此外，假设 6 周的训练会增加基础 BDNF S和 BDNF P与接受假 IHHE 的患者（即安慰剂对照组）相比，接受 IHHE 的老年患者的 CRP 和 IL-6 水平也有所降低。此外，计算BDNF血清/血浆比率（BDNF S/P比率）以评估储存在血小板（血清）和自由循环的BDNF（血浆）中的BDNF比例的变化。由于迄今为止还没有研究调查运动或 IHHE 干预措施对 BDNF S/P比率的影响，因此我们为此采用了探索性方法。

材料和方法
参加者
从两个住院老年患者全日托护理机构招募了总共 38 名 70 岁以上的老年患者，并评估了参与本研究的资格。所有患者及其法定监护人（如果需要）均被告知目的和实验程序，并已签署书面知情同意书。患者参与了一项更大规模的试验，该试验调查了有氧自行车之前 IHHE 对身体和认知表现的影响。引文70 ]和心血管危险因素[引文72 ]。基于中等效应大小（Cohen's f  = 0.25）、显着性水平 0.05、功效 0.80 以及测量之间的预期相关性 0.7，对整个试验进行了 2 × 2 次重复测量的样本量计算方差分析。痴呆症检测测试表现被选为主要结果。因此，需要 22 名患者的总样本量来检测潜在影响 [引文70 ]。研究中纳入的所有患者均符合德国老年病学协会、德国老年学和老年病学协会以及德国老年病学机构小组对老年患者的定义。引文73 ]。因此，老年患者的定义是老年多发病和年龄增加（通常> 70岁，但多发病是日历年龄之前的主要标准）或年龄至少80岁加上脆弱性增加。如果患者目前吸烟，患有未经治疗或未控制的疾病（高血压、冠状动脉疾病伴不稳定型心绞痛（CCS 3-4）、严重心力衰竭（NYHA II-IV）、心律失常、糖尿病、肺纤维化），则被排除在外慢性阻塞性肺疾病、癌症、急性炎症性疾病、需要持续或间歇通气或氧合、静息时动脉氧合饱和度<93%，或同时参加其他干预措施。排除 5 名患者后（白血病 ( n = 1)、慢性阻塞性肺疾病( n  = 1)、无法参加( n  = 3))，共有33名患者参加了本研究(图1）。

学习规划
采用随机、双臂、对照、单盲（患者分配）研究设计。在这项研究开始之前，记录了患者的年龄、性别、人体测量数据、病史、既往诊断的疾病和认知障碍水平（简易精神状态检查）。所有患者被随机分配到干预组（IG，n  = 16）或对照组（CG，n = 16） = 17) 使用分层（简易精神状态检查）和平衡 (1:1) 随机化（DatInf Randlist v. 1.5，DatInf GmbH，蒂宾根，德国）。血样采集在第一次训练前（运动前）和第一次训练后 10 分钟（运动后）以及最后一次训练后 48 小时（训练后）进行。所有培训课程和数据收集均在各自的住院护理机构中进行。

该实验方案得到了马格德堡奥托·冯·格里克大学的批准（第 202/20 号），确认了《赫尔辛基宣言》关于人体实验的原则。该研究在 drks.de 上进行了回顾性注册（DRKS-ID：DRKS00025130）。

干涉
在第一次培训之前，患者熟悉环境和介入程序。此外，如前所述估计患者对有氧自行车训练的个体阻力水平[引文70 ,引文74 ]。培训每周一、三、五进行，为期6周，共17期培训。每次训练开始时，两组患者均通过面罩连接高原呼吸治疗装置（ReOxy，Ai Mediq SA，rue de Bitbourg，卢森堡），坐在扶手椅上吸入气体混合物30分钟。在此过程中，IG 呼吸间歇性低氧高氧空气 (IHHE)，而 CG 呼吸常氧空气 (sham-IHHE，F i O 2 ∼ 0.209)。在 IHHE 或假 IHHE 期间，患者的外周血氧饱和度 (S p O 2) 受到持续监控。IHHE 计划的剂量是根据低氧测试的结果单独定制的，该测试在第一次和第十次训练之前进行[引文66 ]，以及患者的急性反应（即 Sp O 2和脉率）[引文70 ]。基于“S p O 2钳”方法[引文[75 ]，自动调节外部缺氧强度（即F i O 2），以确保患者在第一周和最后三周分别达到85-88%和85%的S p O 2 。因此，IG 患者间歇性（4-8 个周期）接受低氧气体混合物 (F i O 2 = 0.100 − 0.140) 1 至 5 分钟，然后暴露于高氧气体混合物 (F i O 2 = 0.100 − 0.140) 1 至 3.5 分钟。O 2 = 0.300 − 0.400）。

随后，两组患者在常氧条件下（不戴面罩）使用电动自行车测力计（MOTOmed viva 2 和 viva 1，Reck，Betzensweiler，德国）参加监督有氧自行车训练（每次 20 分钟）。该训练计划是根据当前老年人的运动建议设计的[引文76 ]和以前的研究[引文74、引文77 ]。简而言之，训练包括 2.5 分钟的热身（即 20 rpm 的被动阻力踩踏），随后是 15 分钟的主要部分（即 30-60 rpm 的主动踩踏），以及 2.5 分钟的放松（即以 20 rpm 的速度进行被动阻力踩踏）。每次训练期间记录患者的脉搏率（即热身之前和主要部分之后立即）和总做功（kJ）。

血液样本采集和分析
在上述时间点，在患者静坐的情况下，由医生从前臂浅静脉采集静脉血样。血液样本收集在两个带有分离凝胶和凝血激活剂的真空采血管（BD Vacutainer® SST TM II Advance，8.5 ml，Franklin Lakes，NJ USA）中，以确定 BDNF S、IL-6 和 CRP 水平，以及一个带有分离凝胶和凝血激活剂的真空采血管。肝素锂（BD Vacutainer® LiHeparin，4.0 ml，美国新泽西州富兰克林湖）测定 BDNF P等级。采血后立即将真空采血管头朝下旋转 10 次。仅在第一次采血（即运动前）时，将来自真空采血管的静脉血样本与肝素锂（约 400 µL）填充到 Eppendorf 管中，以评估患者的 BDNF 基因型（Val66Val、Val66Met 或 Met66Met）。此后，将血清和血浆样品分别在室温下静置30分钟和在冰上静置10分钟，然后通过在2000G下离心15分钟来分离血清和血浆。对于每个血液样本，提取 600 µL 上清血清和血浆并储存在 -80 °C 下。BDNF S和 BDNF P使用市售的 DuoSet ELISA 试剂盒（R&D Systems®，威斯巴登，德国）测定。从第一次训练前收集的抗凝静脉血（BD Vacutainer® LiHeparin，4.0 ml，Franklin Lakes，NJ USA）中提取基因组 DNA。通过使用常规聚合酶链式反应（PCR）和限制性片段长度多态性分析来评估BDNF基因型。使用正向引物5'-GCA TCC CGG TGA AAG AAA GCC CTA AC -3'和反向引物5'-GCC CCT GCA GCC TTC TTT TGT GTA AC -3'进行BDNF多态性Val66Met的PCR扩增。PCR 产物使用限制酶 Enzym Eco 72i (Thermo Fisher Scientific; Waltham, MA USA) 进行消化。使用电化学发光测定和颗粒增强免疫浊度测定对 IL-6 和 CRP 水平进行定量，分别（COBAS® 2000，罗氏诊断公司，巴塞尔，瑞士）。此外，BDNF计算S/P比以评估储存在血小板（血清）和自由循环的 BDNF（血浆）中的 BDNF 比例的变化。引文14 ]。

统计分析
使用 JASP 统计（版本 0.16，阿姆斯特丹大学，阿姆斯特丹，荷兰）进行数据分析。描述性统计以平均值和标准差的形式呈现。为了比较患者的基线特征以及 IG 和 CG 之间的训练变量，使用了独立学生 t 检验。使用协方差分析 (ANCOVA)并随时间重复测量（急性：预-运动和运动后；慢性：运动前和训练后）作为受试者内因素，组（IG 和 CG）作为受试者间因素。此外，统计分析中输入了以下协变量： BDNF S和 BDNF P（急性：第一次有氧自行车期间的平均工作量、MMSE 评分、年龄、BMI 和 BDNF 基因型；慢性：MMSE 评分、年龄、BMI 和 BDNF 基因型）以及血清 IL-6 和 CRP 浓度（急性：第一次有氧骑​​行期间的平均工作量、MMSE 分数、年龄、BMI；慢性：MMSE 分数、年龄、BMI）。如果违反球形假设，则应用 Greenhouse-Geisser 校正。如果存在显着的交互作用或主效应，则使用 Bonferroni 校正进行事后分析。由于表明方差分析 [引文78、引文79 ] 和 t 检验 [引文80 ,引文81 ]尽管违反了同质性或正态性假设，但可以在没有重大错误的情况下使用，没有进行替代的非参数检验。组间差异以平均差异和 95% 置信区间表示。在解释干预研究的结果时，建议考虑效应大小，以阐明结果的实际和临床相关性[引文82-85 ]。因此，本研究的结果是根据效应大小来解释的，中等效应被认为是有意义的。因此，计算了效应大小偏 eta 平方 ( η p 2 ) 和 Cohen's d ( d )，并将其分类为小效应 ( η p 2 ≥ 0.01， d  ≥ 0.20)，中效应 ( η p 2 ≥ 0.06， d  ≥ 0.50)，和大（ η p 2 ≥ 0.14， d  ≥ 0.80）效应[引文82、引文86、引文87 ]。

结果
为了确定老年患者神经营养和炎症血液标记物有氧循环之前 IHHE 效果的实际相关性和普遍性，根据效应大小（而非p值）解释结果，中等效应被认为是有意义的（即η p 2 ≥0.06，d≥0.50  ）。

33 名入组患者中有 5 名因就诊率低（< 80%，CG：n  = 3）或急性炎症性疾病（IG：n  = 2）而被排除在最终分析之外。此外，4名患者由于测量错误而出现不可逆的数据丢失（例如血液采样或基因分型，IG：n  = 2，CG：n  = 2）。因此，最终分析纳入了24名患者的数据（平均就诊率：IG=99±2%；CG=94±8%）。关于对 BDNF S、BDNF P和 BDNF S/P 比值的慢性影响，由于不可逆的数据丢失，一名患者的数据无法纳入分析（CG：n） = 1). IG 和 CG 之间未发现患者的认知能力（MMSE 评分）、疾病数量、人口统计以及人体测量特征（d  ≤ 0.45）存在差异，但体重指数除外（T 22 = 1.438，p = .164 ） ，d  = 0.59；MD = 1.27 kg/m 2（95% CI = -4.46 至 0.81 kg/m 2）；如图所示表格1）。IHHE 期间 IG 中的最低 Sp O 2 ( 84.3 ± 2.3%) 低于假 IHHE 期间 CG 中的最低 Sp O 2 (94.0 ± 1.8%) (T 22 = 11.473，p < .001，d  = 4.68； MD = 9.71%（95% CI = 0.84 至 7.95%）），而组间最大Sp O 2没有差异（d  = 0.37；IG = 96.8%，CG = 96.2%）。关于有氧自行车训练，20 分钟自行车训练期间产生的平均做功（IG = 99.3 ± 37.0 kJ，CG = 117.9 ± 51.4 kJ，d  = 0.42）和之前的平均脉搏率（ IG=71.5±9.9分钟-1，CG=72.6±8.4分钟−1，d  = 0.12）和之后（IG = 74.0 ± 9.7 min −1，CG = 75.3 ± 10.8 min −1，d  = 0.13）这些会话。通过回顾性计算估计心率的百分比（208−0.7·年龄[引文88 ]），来自 IG 和 CG 的患者在每次有氧自行车训练结束时平均分别达到估计最大心率的 51 ± 8% 和 49 ± 6%。在干预期间，除了一些报告称佩戴面罩导致轻度头晕和不舒服的感觉外，没有出现与 IHHE、假 IHHE 或有氧自行车训练相关的伤害或不良副作用。IG（Val66Val = 70%、Val66Met = 20% 和 Met66Met = 10%）和 CG（Val66Val = 73%、Val66Met = 18% 和 Met66Met = 9%）显示 BDNF 基因型的相似分布。

有氧循环前间歇性低氧-高氧暴露（IHHE，干预组）和假 IHHE（对照组）对 (A) 脑源性神经营养因子血清血液浓度 (BDNFS) 的急性和慢性影响，(B)脑源性神经营养因子血浆血浓度 (BDNFP)、(C) 脑源性神经营养因子血清/血浆比率 (BDNFS/P-比率)、(D) 白介素 6 (IL-6) 和 (E) C -反应蛋白（CRP）。 值以单独的数据点和中位数（水平线）的形式呈现，其中包含第 25 个和第 75 个百分位。 * d > 0.50 与运动前相比，# d > 0.50 与干预组相比。

关于急性效应，统计分析显示 BDNF S和 BDNF P没有组间交互作用或主效应，而是时间的主效应。然而，事后分析表明，运动前和运动后 BDNF S没有组内差异（IG = 2588.3 pg/ml（95% CI = -3074.4 至 8250.9 pg/ml），p  = 1.000，d  = 0.23 ；CG = 1303.4 pg/ml（95% CI = -4359.0 至 6966.0 pg/ml），p  = 1.000，d  = 0.12）和 BDNF P（IG：-148.2 pg/ml（95% CI = -1107.1 至 810.6 pg） /ml)，p  = 1.000，d  = 0.18；CG：−88.8 pg/ml（95% CI = -1047.6 至 870.1 pg/ml），p  = 1.000，d  = 0.11）。BDNF S/P比值和 IL-6的急性变化没有发现相互作用或主要影响。此外，对于 CRP，没有发现时间的相互作用或主效应，但发现了组的主效应。组间事后分析显示，运动前 CG 中较高的 CRP 血液浓度具有中等影响（0.96 mg/l（95% CI = -1.50 至 3.42 mg/l），p = 1.000  ，d  = 0.51） ，而运动后有中等效果的趋势（0.84 mg/l（95% CI = -1.62 至 3.29 mg/l），p  = 1.000，d  = 0.45）。

关于慢性影响，没有发现 BDNF S的相互作用或主要影响。虽然没有群体的相互作用或主效应，但发现时间对 BDNF P的训练相关变化有主效应。IG 和 CG 的组内事后分析表明 BDNF P降低了46.1 ± 33.5% (-577.7 pg/ml (95% CI = -1268.3 至 112.9 pg/ml), p = .139, d  =分别为 0.73）和 24.7 ± 72.9%（-451.5 pg/ml（95% CI = -1174.4 至 271.3 pg/ml），p = .478，d  = 0.57）。对于 BDNF S/P中与训练相关的更改-比率，存在交互作用，但没有主效应。CG 的组内事后分析显示，从运动前到训练后， BDNF S/P比增加了 91.3 ± 128.8 (48.7 (95% CI = −16.8 至 114.2)， p = .243，d  = 0.67），而 IG 没有发生变化（16.9（95% CI = -45.7 至 79.5），p  = 1.000，d  = 0.23）。此外，组间事后分析表明，训练后 CG 中的BDNF S/P比高于 IG（31.1（95% CI = -40.3 至 102.39）， p  = 1.000，d = 0.54）。CRP 没有相互作用或主效应。此外，IL-6 没有相互作用或组别主效应，但有时间主效应。然而，组内事后分析显示，IG 的 IL-6 浓度没有与训练相关的变化（-0.43 ng/l（95% CI = -1.39 至 0.52 ng/l），p  = 1.000，d  = 0.22 ）和 CG（-0.46 ng/l（95% CI = -1.41 至 0.49 ng/l），p  = 1.000，d  = 0.23）。

讨论
本研究的结果表明，在 20 分钟有氧循环之前添加 30 分钟 IHHE 对老年患者的 BDNF S、 BDNF P、 IL-6 和 CRP 水平没有急性或慢性影响。有趣的是，虽然 BDNF S/P比率不受单次训练的影响，但在 6 周干预后出现了与训练相关的影响。进一步的结果表明，无论 IHHE 治疗如何，在 6 周干预期后，两组的BDNF P均有所减少。

根据动物研究结果[引文41 ]和人类[引文89 ] 研究表明，缺氧诱导的神经营养因子（例如 BDNF）的分泌和/或表达已被提议作为一种可能的机制来解释间歇性缺氧干预措施的有益神经认知作用[引文48、引文49、引文90 ]。目前尚无研究检验有氧运动前 IHHE 对人类BDNF S和 BDNF P的急性和/或慢性影响。然而，本研究的数据表明，先前观察到的缺氧诱导的 BDNF 表达增加[引文89 ] 在我们的老年患者样本中，在有氧循环之前应用 IHHE 方案似乎是不可能的。

关于急性效应，之前的研究考察了常压缺氧（即持续缺氧训练）下单次有氧运动对BDNF血浓度的影响。引文91、引文92 ]。皮奥特罗维奇等人。研究表明，在常氧和常压缺氧（F i O 2 = 0.147）下，年轻自行车手在渐进式自行车测试后， BDNF P立即增加，直至力竭，分别增加 29.3% 和 50.0%。引文91 ]。尽管 BDNF P的相对增加似乎在缺氧期间更高，但条件之间没有差异。有趣的是，与常氧相比，缺氧条件下血乳酸浓度较高，而最大功率输出和耗氧量较低。Van Cutsem 等人也报告了类似的结果。检查缺氧和环境温度的影响（即在（i）15℃常氧，（ii）25℃常氧，（iii）15℃缺氧（3800m，F i O 2 ∼ 0.132）下锻炼， (iv)在受过训练的年轻健康男性中进行自定进度的 30 分钟计时试验期间，在 BDNF S上进行缺氧（3800 m，F i O 2 ∼ 0.132），25 °C引文92 ]。作者发现，无论缺氧或温度如何，运动后BDNF S都会立即增加。值得注意的是，与常氧相比，受试者在缺氧时表现出血乳酸浓度升高和功率输出降低。因此，缺氧似乎可以调节有氧运动的代谢和分子反应，这可以通过较低机械功水平（即降低的功率输出）下的相等（即 BDNF S或 BDNF P）和增强（即血乳酸浓度）生理反应来证明。与常氧相比。对此，研究提示血乳酸参与BDNF血浓度的调节[引文93-96 ]并与执行功能的更大改进相关[引文97、引文98 ]。考虑到血乳酸是运动强度的指标，本研究中 BDNF S和/或 BDNF P没有急剧增加可能是由于所使用的有氧自行车运动强度较低所致。引文99 ,引文100 ]和/或所施用的低氧刺激的特征（即低氧剂量（例如强度/严重程度、持续时间、密度、频率）或方法（例如被动与主动应用））[引文101 ]。事实上，之前的研究表明，在 60% 的个体心率储备下进行 30 分钟的急性连续有氧循环后， BDNF S会增加。引文102 ] 40 分钟，个体最大心率的 65-75% [引文103 ]在老年人中。荟萃分析表明运动强度[引文104 ]和持续时间[引文[105 ]是影响急性运动对BDNF血浓度影响的潜在因素。特别是，有人认为，与不运动或低强度运动相比，急性高强度运动会增加 BDNF S ，但中等强度运动不会增加 BDNF S。引文104 ]。此外，持续时间 > 30 分钟的运动会导致 BDNF 血液浓度比持续 ≤ 30 分钟的运动更急剧增加。引文105 ]。当前研究中的有氧运动持续 20 分钟，IG 和 CG 患者平均达到估计最大心率的 51 ± 8% 和 49 ± 6%，这对应于较低的运动强度。引文106 ]。因此，可以假设运动强度和/或持续时间不足以诱导 BDNF 血液浓度的可检测增加。

胡伯德等人。[引文107 ]和 Chroboczek 等人。[引文[108 ]检查了与常氧对照相比，短暂缺氧暴露（持续常压缺氧 30 分钟）对年轻健康男性BDNF P水平的影响有趣的是，Huold 等人的结果。表明短暂缺氧（S p O 2 = 75%）缓解了 BDNF P随时间的下降，导致急性暴露后 90 分钟，血浆葡萄糖通过正常血糖稳定在 4.5 至 5.5 mmol/l 之间，导致 BDNF P 浓度升高夹钳 [引文107 ]。克罗博切克等人。与基线相比，急性缺氧后 5-6 分钟 (F i O 2 = 0.130) BDNF P水平有所增加，这在含氧量正常的对照条件下未见。引文108 ]。此外，与缺氧条件相比，常氧控制后血液皮质醇浓度降低。引文108 ]。然而，必须考虑到受试者执行条件的顺序不是随机的（即所有受试者都从对照条件开始），并且所有受试者在采血前立即执行了认知任务，这可能会影响 BDNF P水平[引文108 ]。研究调查了长期低氧暴露与正常氧控制至少 72 小时对 BDNF 的影响，结果显示出截然不同的结果。引文89、引文109 ]。例如，李等人。研究发现，经过高度训练和未经训练的个体到达高海拔地区（3900 m，平均动脉血氧饱和度 = 88.7 至 89.5%）后第五天BDNF S有所下降 [引文109 ]，而贺兰等人。据报道，健康志愿者暴露于 0.150 (∼ 2800 m) 的 F i O 2 72 小时后 BDNF S增加引文89 ]。此外，贝克等人。证明了 2 周的间歇性低氧暴露（12 次，60 分钟·次次-1，5 分钟·周期-1，S p O 2 = 85–80%（模拟海拔在 4000 至 5000 m 之间手动调整））导致与健康年轻人中含氧量正常的对照组相比，BDNF P水平降低，但 BDNF S水平没有引文110 ]。在进一步的研究中，在有氧循环（30 分钟，负荷 = 从最大心率的 65% 逐渐增加到 75%）之前进行长时间的缺氧暴露（90 分钟， SpO 2 = 从 90% 逐渐减少到 80%）超过4周（3次·周−1），与60至75岁健康老年人的含氧量正常的对照组相比，没有观察到对BDNF S的附加影响。引文45 ]。先前的研究表明，缺氧引起的影响的大小甚至方向（即有害或有益）在很大程度上取决于缺氧剂量。引文58、引文101、引文111、引文112 ]。中低剂量的缺氧会触发氧化还原信号，从而激活转录因子，从而产生有益的作用（例如抗炎酶的表达和促炎症反应的减少）。引文65 ,引文113 ]），而更强烈的缺氧剂量会引发有毒水平的ROS形成，从而导致有害的氧化应激和炎症[引文63、引文114 ]。在这方面，在暴露于高海拔地区（3458至8848米）持续低压缺氧3天至8周的健康人体中，观察到IL-1受体拮抗剂、IL-6和CRP血液水平升高。引文115、引文116 ]。此外，一项动物研究结果表明，注射高剂量的脂多糖（一种内毒素和促炎剂）会导致成年雄性小鼠海马炎症标记物水平升高，长时程增强和 BDNF 表达降低。引文117 ]。事实上，贝克等人。和李等人。观察到淋巴细胞、粒细胞和 IL-1β 分别增加，导致推测所用的低氧剂量过高，从而引起全身炎症，可能降低 BDNF 表达。引文109、引文110 ]。在当前的研究中，未发现组内或组间的 IL-6 和 CRP 血液水平存在差异，这表明缺氧引起的全身炎症可能并未发生。也许，这些矛盾的结果可以用低氧剂量的差异来解释。对此，李等人。使用长时间暴露于低压缺氧（即到达高海拔），而本研究中的患者暴露于间歇性常压缺氧和高氧（即IHHE）[引文109 ]。此外，贝克等人。在 2 周内进行 12 次间歇性低氧暴露，同时评估疗程间频率（即在不同时间间隔内的疗程次数）和密度（即在不同时间间隔内的疗程分布以及疗程之间的恢复时间）当前研究中较低（即 3 次·周-1）[引文110 ]。然而，其他因素，如基因型、身体能力、营养状况、代谢或神经损伤和/或年龄[引文58、引文118-122 ]除了缺氧刺激的强度、持续时间、频率、密度和类型外，还被认为会影响个体对缺氧的急性反应和/或适应（即剂量反应关系）。

有趣的是，本研究发现，经过 6 周的干预后，CG 中的BDNF S/P比值比 IG 中有所增加。而 BDNF S反映了血小板中储存的 BDNF 量的 95% 以上，血小板中的 BDNF 是由于凝血过程中脱颗粒而释放的。引文[123 ]，BDNF P反映了外周 BDNF 的自由循环部分。尽管 BDNF P的起源尚不完全清楚，但潜在的来源是血管内皮细胞。引文124 ]和骨骼肌细胞[引文125 ]、巨噬细胞、淋巴细胞[引文126、引文127 ]，并且在很大程度上，中枢神经系统的神经元和神经胶质细胞[引文23、引文24、引文27 ]。增加的 BDNF S/P比值可以表明 (i) 储存在血小板中的 BDNF 的相对量增加和/或 (ii) CG 中自由循环的 BDNF 的相对量略有减少。尽管有些令人惊讶，但 IG 中的 BDNF S/P比率并未受到影响，这表明 IHHE 可能影响了有氧训练对外周血中储存的 BDNF 与自由循环的 BDNF 的相对比例的影响。这些结果可能部分与潜在的血液学变化有关（例如血浆容量减少[引文128 ]）这可能是由于 IHHE 干预而发生的。然而，据作者所知，迄今为止还没有研究调查体力活动或间歇性缺氧对 BDNF S/P比值的影响。因此，目前尚不清楚BDNF S/P比值变化的确切原因因此，应进行进一步的研究，以阐明个体内和个体间对间歇性缺氧和高氧的分子反应（特别是 BDNF 分泌和/或表达）的潜在潜在机制。

关于 CRP 和 IL-6 血液浓度，间歇性缺氧对老年人炎症生物标志物的影响几乎没有被研究过。引文68 ,引文129 ]。丁满等人。报道称，与含氧量正常的对照组相比，使用长期低氧暴露（F i O 2 = 0.161，45 分钟，3 个疗程·周-1 ）进行的 24 周干预降低了 65 至 75 岁健康老年人的 CRP 血液浓度， IL-8 和 IL-10 没有变化[引文113 ]。相比之下，在间歇性低氧暴露8周后（7个周期，5分钟常压低氧（S p O 2 ∼ 75%），中间穿插3分钟常氧，3个疗程），没有观察到CRP和其他炎症生物标志物（例如TNFα）的变化。周−1 ) 超重/肥胖个体 [引文130 ] 或 3 周的 IHHE（4 个周期，5 分钟常压低氧 (F i O 2 = 0.120)，中间穿插 3 分钟常压高氧 (F i O 2 = 0.330)），对象为 65 至 75 岁的健康老年人和那些患有轻度认知障碍[引文71 ]。此外，当常压缺氧与抗阻运动相结合时，24周后（3次·周-1，65 至 75 岁老年人30 分钟·会话−1，Sp O 2 ∼ 90%）[引文131 ]。然而，干预后，与不活动的对照组相比，在常氧或常压缺氧条件下进行阻力训练的参与者的 IL-8 和 CRP 血液浓度降低了。引文131 ]。体育锻炼对老年人的抗炎作用是众所周知的，尽管确切的机制很复杂并且尚未完全了解。引文132、引文133 ]。这种与训练相关的效应部分是由收缩骨骼肌纤维的 IL-6 急性表达介导的，因为生理浓度的 IL-6 刺激抗炎细胞因子（例如 IL-10）的表达并抑制促炎症细胞因子的形成。炎症细胞因子（例如 TNFα）[引文134、引文135 ]。急性运动引起的 IL-6 释放取决于运动类型、强度、持续时间和募集的骨骼肌质量。引文136 ]。在本研究中，第一次干预后未检测到 IL-6 急剧增加。因此，可以假设有氧运动计划不足以引起抗炎作用，这可能解释了6周干预期后IL-6和CRP血液浓度没有变化的原因。关于IHHE的抗炎作用，间歇性缺氧可以触发抗炎和神经保护基因（例如EPO）的转录和产生。沃扬等人。证明了间歇性常压缺氧的八个 4 分钟周期（F i O 2 = 0.104 ± 0.02，对应于 S p O 2下的总持续时间为 32 分钟）≤ 83%）代表了提高健康个体血清 EPO 水平的最短方案[引文59 ]。当然，本研究中使用的 IHHE 程序并不符合诱导缺氧相关的血清 EPO 水平增加所需的最低剂量。因此，所选的 IHHE 剂量可能太低，不足以充分增加抗炎基因的转录和产生。

进一步的结果是，无论 IHHE 如何，两组在 6 周干预后BDNF P均下降。相反，一项荟萃分析表明，低至中等强度的有氧训练不会引起 60 岁以上健康老年人的 BDNF 血液浓度变化。引文137 ]。然而，由于有关有氧训练对 BDNF 血液浓度影响的研究数量有限，特别是在老年人中，因此无法得出明确的结论。事实上，该领域之前的随机对照试验显示出矛盾的结果，表明[引文138 ]，不变[引文139–141 ]，并减少了[引文142 ] BDNF 血液水平。这些结果之间的差异表明 BDNF 血液浓度可能依赖于以复杂方式调节 BDNF 表达和释放的多种因素。引文17 ]。例如，神经性厌食症女性的 BDNF S水平较低，而肥胖女性的 BDNF S 水平较高。引文143 ]和新诊断患有2型糖尿病的女性患者[引文122 ]与健康正常体重的女性相比。此外，之前的横断面研究表明，基础 BDNF 水平与最大摄氧量呈负相关。引文144、引文145 ]，心率储备[引文145 ]，以及每日体力活动水平[引文146、引文147 ]，而它与体重指数、总胆固醇水平、甘油三酯水平呈正相关[引文145 ]，以及久坐活动（例如平均看电视时间[引文147 ]）。总之，这些结果表明基础血液BDNF浓度可能与例如人的代谢状态和紊乱、健康水平和日常体力活动水平有关。在这方面，有令人信服的证据表明有氧训练可以改善70岁以上成年人的糖代谢和有氧能力[引文76、引文148 ]。尽管这些研究中的干预持续时间至少为9周，但可以假设本研究中的患者改善了葡萄糖代谢和/或有氧能力，这可能与基础血BDNF浓度的降低有关。然而，先前结果的数量有限和差异，以及本研究中缺乏关于间歇性缺氧-高氧诱导效应的证据，强调了进一步研究运动、训练和间歇性缺氧和/或高氧对健康的影响的必要性。 BDNF 血液浓度和潜在的潜在机制。

这项研究并非没有必须考虑的局限性。第一个限制是样本量小（ 每组n = 12）。在这方面，可以观察到基础 BDNF P的巨大变化，当前和以前的研究中BDNF P血液浓度的较大标准偏差证明了这一点。引文149 ]。此外，有证据表明 BDNF met 等位基因被认为与 BDNF 较低的活性依赖性分泌有关。引文150 ]。事实上，IG 和 CG 患者中 BDNF 基因型分布与之前调查白种人群体的横断面研究一致。引文151、引文152 ]。然而，由于样本量较小，通过亚组分析来研究 BDNF 基因型对 BNDF S和 BNDF P变化的影响是不可行的。其次，我们没有进一步测量潜在相关的促炎和抗炎血液标志物，例如 TNFα 和 IL-10。结果表明，有氧运动（骑自行车 3 小时）和重组人 IL-6 输注可抑制内毒素诱导的 TNFα 表达。引文153 ]。此外，之前的研究表明，由于腺苷对通过腺苷 2B 受体介导的 IL-10 具有刺激作用，短期缺氧会抑制全身炎症期间的促炎反应。引文65 ]。在未来的研究中应该考虑这一点。因此，对于本研究中未分析的其他潜在促炎和抗炎标志物的影响，无法得出结论。第三，本研究中的所有患者均患有多种慢性疾病，并且大多数患者患有认知障碍/疾病（例如痴呆、轻度认知障碍）。在这种情况下，虽然我们将患者的认知状态（即 MMSE 评分）作为统计分析中的协变量，但不能排除不同的神经退行性过程可能影响结果。因此，目前的结果不能推广到健康个体和/或没有认知障碍和/或多病的个体。

结论
总之，当前的研究表明，无论是在单次训练后还是在 6 周训练期后，在20 分钟有氧循环之前添加 30 分钟 IHHE 对于增加老年患者的 BDNF S或 BDNF P都无效。此外，所应用的干预措施不会增加抗炎和/或减少促炎标志物，IL-6 和 CRP 血液浓度没有急性和慢性变化表明。因此，其他缺氧引起的机制可能是导致认知功能改善的原因，这些研究在先前研究中检验了 3 至 8 周间歇性缺氧干预的效果。引文45–47 ,引文69-71 ]。尽管如此，结果表明老年患者对 IHHE 的耐受性良好，没有出现不良反应。先前的研究表明，IHHE 可以改善老年人的身体和认知能力，并减少心脏代谢危险因素，因此该方法可能是一种有前景的辅助干预策略，特别是对于老年患者。此外，这项研究首次报告有氧循环之前的 IHHE 可能会影响训练引起的 BDNF S/P变化-老年患者的比率。然而，其潜在机制和潜在的临床效应仍不清楚，需要进一步研究。因此，需要进一步的研究来解释这一发现背后的机制，例如（i）增加脑血流量（即通过增加内皮一氧化氮的产生和血管生成），（ii）减少氧化应激（即通过Nrf2激活的抗氧化基因）和/或 (iii) 改善能量代谢（即通过糖酵解酶和糖转运蛋白）。