我们都听说过“久坐等于慢性自杀”这样的研究结论，也读到过锻炼给人类健康带来多种益处的故事。然而对于有些人来说，锻炼对他们来说却不是那么容易的事，比如老年人，或者身患重病的患者，那么我们能不能将锻炼的有益效果“装到”药片里，为更多人造福？今日，《自然》子刊Nature Reviews Drug Discovery上发表的一篇文章对这个问题进行了探讨。

体力活动对中枢神经系统的有益影响

在开发模拟或增强锻炼效果的药物（exercise mimetics）之前，我们先需要了解体力活动对身体产生了什么有益影响。我们都知道锻炼可以增强心肺功能，维持或增加肌肉体积。文章指出，对于中枢神经系统来说，体力活动产生的重要影响之一是增强细胞的可塑性，尤其是成人大脑中神经细胞的新生和神经突触的可塑性。在健康人的大脑中，新生的神经细胞可以增强特定认知和感知过程。而在因为中风或者脑创伤而受损的大脑中，新生的神经细胞可以迁移到受损部位，帮助修复损伤。

以往的研究显示，广泛的分子过程和信号通路与锻炼增强神经细胞的生成和神经突触活性的效果相关。因此，这些信号通路也成为研究人员关注的潜在治疗靶点。

介导锻炼效果的分子和潜在治疗靶点

体力活动引发的信号通路非常广泛，然而很多分子层面上的变化虽然与锻炼的效果有相关性，但是它们是否与锻炼的效果之间存在因果性是研究人员需要解决的重要挑战之一。在这篇文章中，作者介绍了新近研究显示，与锻炼增强认知的效力可能存在因果关系的部分分子和信号通路。

脑源性神经营养因子（BDNF）

锻炼能够增强BDNF的表达，而BDNF在神经细胞的生存、增殖、成熟和生长中都具有关键性的作用。在阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈症和其它大脑疾病的临床前模型中，BDNF都表现出重要的有益作用。

BDNF通过激活它的受体TrkB，能够激活一系列下游信号通路，同时它还能够调节基因表达，影响多种神经递质的水平。

神经递质和神经肽

已有研究显示，谷氨酸（glutamate）与包括BDNF在内的神经生长因子之间的相互作用具有调节细胞可塑性的能力。谷氨酸介导的神经信号传递能够刺激BDNF的产生，而BDNF能够调节神经元对谷氨酸的敏感性以及神经元的可塑性。在大脑中与记忆相关的重要脑区海马体（hippocampus）中，BDNF能够促进谷氨酸能神经突触的长时程增强（LTP）作用，这种神经突触的可塑性与促进长期记忆储存直接相关。

另一种与海马体的神经发生（neurogenesis）相关的神经递质是血清素（serotonin，5-HT）。在小鼠模型中，它被发现介导锻炼引发的神经发生。此外，锻炼还能够在人类中提高血浆中的神经肽Y（NPY）水平，而NPY的缺失与焦虑增加、认知障碍和海马体神经突触可塑性的改变相关。