作者：安法醫新抗老科學研究中心 研發長 吳杰浩
我們常聽說「多喝水有助於代謝」，但你是否知道，大腦也有自己的「清潔系統」？ 2025年4月9日，一項發表於《Nature Communications》的研究指出，規律的運動能夠啟動大腦的膠淋巴系統（glymphatic system）和腦膜淋巴管（meningeal lymphatic vessels, mLVs），促進廢物清除，降低神經發炎，進而可能預防失智症等神經退行性疾病。
大腦的清潔系統：膠淋巴系統與腦膜淋巴管
膠淋巴系統是一種由膠質細胞和腦脊髓液共同作用的清除通道，負責將神經元產生的代謝廢物，如β-類澱粉蛋白和α-突觸核蛋白，從大腦中移除。這些廢物若無法有效清除，可能導致阿茲海默症和帕金森氏症等疾病的發生。
腦膜淋巴管則是位於腦膜中的淋巴管道，與膠淋巴系統協同作用，將廢物運送至頸部淋巴結，進一步排出體外。
運動如何啟動大腦的清潔機制？
該研究邀請健康受試者進行為期12週的規律運動計畫，每週三次，每次30分鐘的固定腳踏車運動。研究人員利用非侵入性的磁振造影技術，觀察大腦中膠淋巴系統和腦膜淋巴管的變化。結果顯示，經過長期運動後，受試者的膠淋巴系統流速顯著增加，腦膜淋巴管的尺寸和流速也有明顯提升(圖一)。
圖 一:利用非侵入性的磁振造影技術，觀察大腦中膠淋巴系統和腦膜淋巴管的變化。
結果顯示，經過長期運動後，受試者的膠淋巴系統流速顯著增加，腦膜淋巴管的尺寸和流速也有明顯提升.
資料來源:Nature Communications, 16, 3360.(2025)
此外，血液中的發炎相關蛋白質（如S100A8、S100A9、DEFA1A3）濃度下降，而調節免疫系統的J chain蛋白濃度上升，顯示運動不僅促進廢物清除，還有助於降低神經發炎，提升大腦的自我防禦能力。
睡眠與膠淋巴系統的關係
除了運動，睡眠品質也對膠淋巴系統的功能有重要影響。研究發現，良好的睡眠能夠增強膠淋巴系統的清除能力，促進大腦廢物的排除。相反地，睡眠品質差可能導致膠淋巴系統功能受損，進而影響記憶力和認知功能。
其他相關研究支持
其他研究也支持運動對大腦清除系統的正面影響。一項老鼠動物試驗中，自願跑輪運動可加速淋巴清除，改善星狀細胞 AQP4 表達和極化，減弱澱粉樣斑塊和神經發炎的積累，並最終保護小鼠免於突觸功能障礙和空間認知能力下降。這些數據顯示了運動在老化大腦中引發神經保護的可能機制(圖二)。運動可能透過調節膠淋巴系統，降低神經發炎，改善認知功能。
圖二: 自願跑步的動物試驗,可加速淋巴清除，減弱澱粉樣斑塊和神經發炎的積累
資料來源:Front. Mol. Neurosci., 19 May 2017
此外，另一項研究發現，睡眠品質與膠淋巴系統功能密切相關，良好的睡眠有助於維持大腦健康，能預防神經退行性疾病。研究結果表明，睡眠不足的人的淋巴-大腦關係受到破壞，這是記憶力下降的根本原因。研究結果進一步證明，睡眠品質透過潛在的神經關係以及淋巴系統和多模式大腦網路之間的相互作用來影響認知健康(圖三)。
圖三:沿著血管周圍空間 (DTI-ALPS) 指數的影像分析,睡眠品質透過潛在的神經關係以及淋巴系統和多模式大腦網路之間的相互作用來影響認知健康.
資料來源:Molecular PsychiatryOctober 2024
實踐建議：如何啟動大腦的清潔機制？
- 規律運動：每週進行3次，每次30分鐘的中等強度有氧運動，如快走、騎腳踏車、游泳等。
- 保持良好睡眠：確保每晚有足夠且高品質的睡眠，有助於膠淋巴系統的正常運作。
- 避免久坐：長時間久坐可能影響大腦的清除功能，建議每隔一段時間起身活動。
結語
這項研究強調了運動對大腦健康的重要性，不僅有助於身體健康，還能啟動大腦的自我清潔機制，降低神經發炎，預防失智症等疾病。透過規律的運動和良好的睡眠，我們可以主動維護大腦健康，提升生活品質。
參考文獻：
- Yoo, R.-E., Kim, J.-H., Moon, H. Y., et al. (2025). Long-term physical exercise facilitates putative glymphatic and meningeal lymphatic vessel flow in humans. Nature Communications, 16, 3360.
- Xiao-fei He, et al. (2017). Voluntary Exercise Promotes Glymphatic Clearance of Amyloid Beta and Reduces the Activation of Astrocytes and Microglia in Aged Mice. Front. Mol. Neurosci., 19 May
- Ma, J., et al. (2024). Effects of sleep on the glymphatic functioning and multimodal human brain network affecting memory in older adults. Molecular Psychiatry.