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脑老化即脑认知功能下降、减退，初期最典型的表现是记忆力下降，极端形式是老年痴呆，患者会出现严重的认知障碍、日常生活能力下降以及人格和行为的改变，是一种对老年人及其家人危害很大的疾病。随着世界性人口老龄化的趋势日益突出，脑老化问题已引起广泛关注。
脑老化至今病因未明且无明确的防治药物，普遍认为其形成主要与遗传因素、氧化损伤、神经细胞凋亡、免疫系统异常、脑组织缺血缺氧等因素关系密切。目前，对其机制众说不一，提出了诸多学说。
运动作为一种抗衰老的手段已有近百年的历史。大量的流行病学调查发现适量运动与低脑老化发生率之间存在着明显的相关关系，并能帮助人们在步入老年期后仍保持较为良好的认知水平。既往研究显示，运动通过延缓年龄相关的多巴胺系统功能降低，可以改善随年龄增加而出现的精神和运动功能减退；长期适量运动能够减少脊髓前角神经元在衰老过程中的丢失；能减少过量超氧阴离子自由基的产生，防止自由基对神经细胞结构的损伤；有助于脑内r—氨基丁酸(GABA)代谢稳定性产生适应性的变化，改善脑功能；使线粒体产生适应性变化，提高其氧化磷酸化功能，增强机体抗氧化能力，延缓衰老进程。以上结果表明合理运动对神经元具有保护作用，明确显示了运动在脑老化防治中的积极作用。
目的：本研究试图通过建立脑老化模型，同时对脑老化和正常小鼠进行运动因素干预，观测运动对脑老化小鼠学习记忆能力、皮层和海马区神经元凋亡、脑内糖代谢和铁代谢的影响，进一步探讨运动防止脑老化的机制，为合理运动预防脑老化、促进脑健康提供科学根据。
方法：将雄性ICR小鼠随机分成四组：脑老化模型组、脑老化模型+运动组、正常对照组、运动对照组，每组10只。采用皮下注射D—半乳糖100mg kg—1d—1连续9周的方法建立脑老化模型。运动干预在小动物电动跑台上进行，每周训练6d，休息1d，其中第1周每天以15m/min的速度运动10min，以后每周增速5m/min，时间延长5min，第4周时达到每天以25m/min的速度运动20min，然后维持此运动量直至实验结束，实验期共9周。以Morris水迷宫实验检测小鼠的学习记忆能力，以流式细胞技术(FCM)对大脑皮层和海马区神经元凋亡率进行检测，以RT-PCR法检测脑组织环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein，CREB)、葡萄糖转运蛋白—1(Glucose Transporter—1，GLUT—1)、和铁调节蛋白—2(IRP—2)的基因表达水平。
结果：(1)水迷宫实验：脑老化模型组小鼠的逃避潜伏期(EL)明显大于正常对照组(P<0.05)，脑老化模型+运动组小于脑老化模型组(P<0.05)而与正常对照组无显著差异，运动对照组与正常对照组无显著差异(P>0.05)。(2)神经元凋亡率：脑老化模型组明显高于正常对照组(P<0.05)，脑老化模型+运动组低于脑老化模型组(P<0.05)而与正常对照组无显著差异，运动对照组与正常对照组无显著差异(P>0.05)。(3)基因表达水平：CREB：脑老化模型组明显低于正常对照组(P<0.05)，脑老化模型+运动组高于脑老化模型组(P<0.05)而与正常对照组无显著差异，运动对照组与正常对照组无显著差异(P>0.05)；GLUT—1：脑老化模型组明显低于正常对照组(P<0.05)，脑老化模型+运动组高于脑老化模型组(P<0.05)而与正常对照组无显著差异，运动对照组与正常对照组无显著差异(P>0.05)；IRP—2：脑老化模型组明显低于正常对照组(P<0.05)，脑老化模型+运动组高于脑老化模型组(P<0.05)而与正常对照组无显著差异，运动对照组与正常对照组无显著差异(P>0.05)。
结论：脑老化显著降低小鼠的学习记忆能力，而运动可以改善这种现象，具有抗脑老化作用。其机制可能是通过防止过氧化损伤发生，改善脑内铁代谢和葡萄糖代谢，维持凋亡抑制基因正常转录活性，从而抑制神经元凋亡来实现的。运动干预正常对照组小鼠未见有增强学习记忆能力的效果，表明运动改善脑功能的作用更主要的集中在抗脑老化方面，以减轻脑老化性学习记忆能力的衰退，而非提高正常动物的认知能力。