高强度间歇训练重塑内侧前额叶皮层的神经周网，驱动小胶质细胞极化并缓解骨关节炎疼痛

这对酸痛的膝盖有何意义

膝关节骨关节炎是人们行走、爬楼梯或在日常生活中无痛享受活动时遇到困难的常见原因之一。许多治疗集中在受损的关节本身，但即便关节已得到处理，疼痛有时仍会持续存在。这项在大鼠身上的研究表明，一种特定形式的运动——高强度间歇训练（HIIT）——可以通过改变大脑与免疫系统的协同方式来平抑疼痛，为无药缓解长期关节痛提供了线索。

运动、大脑与关节疼痛

研究者从这样的想法出发：骨关节炎疼痛不仅与膝关节软骨受损有关，还与大脑中持续增强疼痛信号的改变有关。他们关注的区域是内侧前额叶皮层，这一区域参与塑造我们对疼痛的感受和反应。在该脑区，神经细胞被一种富含糖类的包膜包裹，称为神经周网，它像支架一样稳定细胞间连接。小胶质细胞作为大脑的常驻免疫细胞，可以处于促炎的“激活”状态或趋向修复的“抑制/修复”状态。研究团队探讨HIIT是否能够重塑这些脑结构和免疫细胞，从而降低骨关节炎引发的持续性疼痛。

让大鼠进行间歇训练

为了建立膝关节骨关节炎模型，科学家向大鼠的一侧膝关节注入一种化合物，导致软骨逐渐受损并出现肿胀和疼痛。在疾病确立后，部分大鼠在小跑步机上接受HIIT训练：短时间的高速奔跑与较慢的恢复期交替，每周五天，持续六周。团队测量了动物的步态、爪对压力和热刺激的敏感性以及膝关节的肿胀程度。他们还检查了膝关节组织、血液、关节液和脑组织样本，以追踪炎症和细胞行为的变化。

步态更稳，关节更平静

未经处理的骨关节炎大鼠行走较慢，偏袒一侧后肢，对触碰和热刺激更敏感，膝关节明显肿胀且软骨受损。相比之下，接受HIIT的大鼠步态更对称、移动更快、对疼痛刺激的反应减弱且关节肿胀减轻。显微镜检查显示，HIIT训练的大鼠软骨更健康，赋予软骨弹性的蛋白质含量增加，而降解软骨的酶含量减少。在关节液和血液中，两种促炎信使分子的水平下降，而一种抗炎信使上升，表明运动将机体状态朝向较低炎症的方向转变。

重塑大脑中的疼痛回路

在内侧前额叶皮层中，仅由骨关节炎即可导致某些神经细胞周围出现致密的神经周网堆积，同时小胶质细胞表现为高度反应性的促炎状态。HIIT逆转了这两种改变：这些网状结构变得不那么显著，小胶质细胞向更具抚慰性、以修复为导向的状态转变。当研究者在大脑中直接用酶降解这些神经周网时，即使没有运动，小胶质细胞也转向同样的抑炎状态，骨关节炎疼痛和关节损伤也有所缓解。然而，将酶处理与HIIT结合并未带来额外益处，提示两者可能通过相同通路发挥作用。在进一步测试中，阻断小胶质细胞激活并未阻止HIIT减少神经周网，表明网的重塑先发生，随后推动小胶质细胞向更温和的角色转变。

对膝盖疼痛的人意味着什么

综合来看，这些发现勾勒出一条事件链：HIIT减少了某些脑细胞周围的厚重支架，这一变化促使脑内免疫细胞进入抗炎状态，脑内的炎性基调下降，骨关节炎的疼痛和关节损伤得到改善。尽管这些结果来自大鼠，且针对人的具体运动处方尚需进一步研究，该研究表明，设计得当的间歇运动可能利用强大的脑—免疫交互作用，在无需药物的情况下缓解慢性关节疼痛。

引用: Lin, C., Zhang, X., Ye, Z. et al. High-intensity interval training remodels perineuronal nets in the medial prefrontal cortex to drive microglial polarization and alleviate osteoarthritis pain. Sci Rep 16, 9983 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-40823-w

关键词: 膝关节骨关节炎, 高强度间歇训练, 慢性疼痛, 脑炎症, 运动疗法