PD是因为黑质DA能神经元的进行性变性，从而导致DA分泌减少，造成乙酰胆碱（ACh）与DA（多巴胺能神经元）的动态平衡被打破，使ACh相对较高，而表现出PD临床症状。但是目前临床的治疗措施阻止不了神经元的进一步变性，因此如何进行DA神经保护是治疗PD的关键。研究表明，运动对预防DA神经元的凋亡、促进神经元的保护具有积极的作用。
（1） 减少DA神经元凋亡
动物实验研究表明，对PD小鼠进行运动干预，可以提高PD小鼠脑线粒体的功能，减缓或者降低由于氧化应激作用而导致的DA神经元凋亡[35]。运动使中脑以及纹状体自噬功能启动，脑神经元中线粒体分裂水平上调，ATP合成加强，使神经元对能量的需求得以满足，进而改善纹状体线粒体的呼吸功能，阻断DA神经元线粒体途径的凋亡，对抗DA神经元的凋亡，实现对神经元的保护作用。
此外，Bcl-2作为抗凋亡基因与促凋亡基因Bax相互作用，通过控制线粒体内凋亡因子细胞色素C的释放，调控由线粒体参与的神经细胞凋亡途径[61]。运动有助于PD小鼠中脑黑质促凋亡分子与抗凋亡分子之间的平衡，可以改变PD小鼠黑质细胞中Bcl-2和Bax的mRNA表达，使Bax/ Bcl-2 mRNA表达的比值降低[216]，从而阻止PD小鼠黑质细胞的凋亡。由此可知，及时实施运动干预，可以减少或延迟中脑和纹状体DA神经元的凋亡，对PD患者症状缓解具有积极的作用。
（2）保护DA神经元
脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor, BDNF)作为神经营养因子中的一员，在中枢神经系统中神经元的形成、维持和修复过程中起着重要作用。BDNF广泛地分布于中枢神经系统中，在黑质纹状体中也有表达。BDNF能够促进DA能神经元的存活、生长和发育，防止其因受伤导致的死亡，使受伤的神经元再生，突触可塑性增加，并使树突和轴突的生长增强。研究发现BDNF对中脑黑质中的多巴胺能神经元具有营养作用，与酪氨酸蛋白激酶trkB结合能够使胚胎神经元分化成为DA能神经元，并维持其活性，减少由于损伤而造成的死亡，并能够降低由于6-OHDA的毒副作用而对DA能神经元的损伤。BDNF对DA神经元的保护作用可能是通过提高BDNF受体TrkBmRNA在神经元表面的表达，使BDNF对DA神经元产生保护作用。
运动能够诱导BDNF基因表达上调，促进BDNF的合成。动物实验研究表明，积极主动的运动能够增加BDNF含量，对神经的发生具有刺激作用，对于脑神经功能的可塑性更有利[218]。通过运动使BDNF下游的效应蛋白（SynapsinI和CREB）分子磷酸化加强，进而调节BDNF的基因转录，以调控BDNFmRNA及其蛋白的表达，增加BDNF的活性；同时，运动促使BDNF-TrkB信号转导通路活化，从而抵抗DA能神经元的退化。
胰岛素样生长因子(IGFs)作为生长促进多肽，参与机体各种器官的生长。IGF-I以内分泌和旁分泌的方式在大脑中发挥营养、生成和保护神经以及抵抗神经凋亡等作用。IGF-I中N-末端三肽甘氨酸-脯氨酸-谷氨酰胺对PD大鼠黑质纹状体神经系统有显著的神经保护作用。IGF-I对DA神经毒性具有拮抗作用，可能由于Bcl-2表达的增加作用,而抑制DA所造成的神经细胞凋亡。
运动后不仅能够增加脑部与外周的IGF-I水平，而且可以透过血脑屏障进入脑内，引起并增加神经元的自发冲动，并能够延长由冲动敏感性时程，还可以促进新的神经细胞形成，并使运动能力丧失的进程减慢，使神经退行性病变进程减缓，进而增加神经的可塑性。由此提示，运动能够增加大脑对IGF-I的吸收，对防止脑神经元凋亡，促进PD病情改善具有积极作用。
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