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多運(yùn)動(dòng),有助抗焦慮!《細(xì)胞

來源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2025年09月03日 17:20

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▎藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)編輯  

當(dāng)下,焦慮、抑郁已經(jīng)成為困擾眾多人精神健康的重大問題,除了使用藥物進(jìn)行干預(yù),越來越多的科學(xué)證據(jù)顯示,運(yùn)動(dòng)是一種有效緩解焦慮的非藥物手段,比如在動(dòng)物模型中,運(yùn)動(dòng)鍛煉可以幫助恢復(fù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),同時(shí)產(chǎn)生抗焦慮的效果。

對(duì)于運(yùn)動(dòng)抗焦慮的機(jī)制,目前有著成體神經(jīng)發(fā)生、單胺能神經(jīng)遞質(zhì)、神經(jīng)炎癥等假說。此外,運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的乳酸也正引起科學(xué)家的注意。作為一種高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)下各類組織糖酵解產(chǎn)生的物質(zhì),乳酸參與了各種分子調(diào)控過程,而在腦內(nèi),有研究就曾發(fā)現(xiàn)乳酸可以發(fā)揮出抗抑郁的作用。但關(guān)于乳酸抗焦慮的機(jī)制仍有許多未解之謎,例如運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的乳酸能否通過影響大腦中的蛋白質(zhì)乳?;揎椷^程,并改變焦慮樣行為仍然不清楚。

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圖片來源:123RF

2024年8月19日,暨南大學(xué)粵港澳中樞神經(jīng)再生研究院張力課題組,在《細(xì)胞-代謝》(Cell Metabolism)期刊在線發(fā)表題為“Physical exercise mediates cortical synaptic protein lactylation to improve stress resilience”的論文,研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)后產(chǎn)生的乳酸分子,能通過增強(qiáng)皮層特定突觸蛋白的乳?;揎?,改善突觸結(jié)構(gòu)及功能,以此緩解壓力應(yīng)激導(dǎo)致的焦慮行為。張力研究員指出,通過關(guān)注一系列突觸蛋白的乳?;揎棧赡転榫窦膊≡\斷和療效預(yù)測(cè)提供幫助。

在這項(xiàng)研究中,作者首先利用慢性束縛壓力應(yīng)激構(gòu)建了一批小鼠模型,這些小鼠會(huì)產(chǎn)生焦慮樣行為。隨后,作者讓小鼠參與了14天的平板跑步機(jī)運(yùn)動(dòng),以此提升小鼠循環(huán)系統(tǒng)和大腦中的乳酸水平。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,作者還獲取了小鼠的大腦組織,并對(duì)前額葉皮質(zhì)的蛋白樣本進(jìn)行了基于乳?;揎椀牡鞍捉M學(xué)定量分析。

結(jié)果顯示,14天平板跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)干預(yù)不僅可以阻止小鼠的焦慮樣行為,還能顯著改變多個(gè)突觸相關(guān)蛋白的乳酰化水平,其中引人注意的是,突觸蛋白SNAP91在885位點(diǎn)的賴氨酸乳酰化水平在運(yùn)動(dòng)后顯著提升(圖1)。

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圖1: 運(yùn)動(dòng)增加皮層內(nèi)突觸蛋白SNAP91乳酰化(圖片來源:參考資料[1])

為了進(jìn)一步確認(rèn)SNAP91乳?;年P(guān)鍵作用,研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一批特殊的突變小鼠,它們內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(mPFC)的SNAP91蛋白885位點(diǎn)(K885)發(fā)生了突變,這意味著K885的乳?;芰Ρ黄茐牧?。

根據(jù)觀察,這些突變小鼠的的突觸前囊泡密度發(fā)生了異常下降(圖2),并且突觸結(jié)構(gòu)蛋白表達(dá)下調(diào),以及突觸后致密部形成了異常,這說明SNAP91蛋白乳酰化被破壞后,突觸結(jié)構(gòu)和功能會(huì)受到損傷。

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圖2: SNAP91蛋白乳?;惓?dǎo)致皮層突觸超微結(jié)構(gòu)改變(圖片來源:參考資料[1])

后續(xù)實(shí)驗(yàn)中,這些突變小鼠仍然經(jīng)歷了慢性束縛壓力應(yīng)激,并隨后參與了跑步機(jī)訓(xùn)練。這一次情況變得不一樣了,丟失了SNAP91蛋白乳?;男∈蟛]有因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而抑制住焦慮樣行為(圖3),并且mPFC的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)性也有著明顯下調(diào)。這些證據(jù)都表明,運(yùn)動(dòng)能通過影響SNAP91蛋白乳?;瘉砭S持皮層的神經(jīng)元活動(dòng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活性,以此發(fā)揮抗焦慮的作用,這也意味著研究找到了一條參與大腦情感功能調(diào)節(jié)的乳?;緩?。

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圖3: 運(yùn)動(dòng)通過SNAP91乳?;l(fā)揮抗焦慮作用(圖片來源:參考資料[1])

綜上,這項(xiàng)研究揭示了一條關(guān)鍵性“代謝-腦”通路,其中運(yùn)動(dòng)刺激組織產(chǎn)生的乳酸分子可通過影響SNAP91等突觸蛋白的乳?;揎?,改善mPFC突觸結(jié)構(gòu)和神經(jīng)元活動(dòng)性,緩解小鼠焦慮樣行為(圖4)。上述結(jié)果揭示乳酸這一能量分子在腦內(nèi)的全新生物學(xué)機(jī)制,也為進(jìn)一步研究神經(jīng)組織中非組蛋白乳?;揎椞峁┝藚⒖肌?/p>

對(duì)于未來的研究,張力研究員表示,更為重要的問題是明確神經(jīng)組織(神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞等)特定位置的代謝模式轉(zhuǎn)變,是否和乳?;揎椉捌湎掠畏肿油烽g存在關(guān)聯(lián),從而在空間-時(shí)間兩個(gè)維度上建立代謝-腦功能的機(jī)制模型。

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圖4: 運(yùn)動(dòng)-乳酰化抗焦慮模式圖(圖片來源:參考資料[1])

張力研究員為本文的獨(dú)立通訊作者;暨南大學(xué)博士畢業(yè)生晏蘭、博士生王雅杰等為論文的共同第一作者。論文工作得到了暨南大學(xué)蘇國(guó)輝院士的支持,并依托暨南大學(xué)中樞神經(jīng)再生教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室完成。

張力課題組聚焦“運(yùn)動(dòng)改善腦功能的外周-中樞機(jī)制”這一科學(xué)問題開展工作,自2019年以來取得了一系列成果。代表性工作包括:(1)鑒定運(yùn)動(dòng)改善腦功能的外周因子,從肝臟、脂肪等組織中發(fā)現(xiàn)S-腺苷甲硫氨酸、凝聚素等因子,闡明其對(duì)情感、認(rèn)知等行為的改善效果(Science Advances 2023; Cell Reports 2023; Advanced Science 2022等);(2)闡明運(yùn)動(dòng)改善突觸結(jié)構(gòu)和功能的分子機(jī)制,揭示了運(yùn)動(dòng)刺激外周因子通過激活腦內(nèi)mTOR通路以及蛋白乳?;揎?,促進(jìn)突觸結(jié)構(gòu)發(fā)生和功能重塑,緩解情感及認(rèn)知障礙的機(jī)理(Cell Metabolism 2024; Nature Communications 2024; Science Advances 2019等);(3)解析外周因子改善腦功能的環(huán)路機(jī)理,發(fā)現(xiàn)了環(huán)境干預(yù)下機(jī)體分泌的外周因子通過調(diào)控皮層、杏仁核等腦區(qū)神經(jīng)環(huán)路,影響情感及社交等行為的機(jī)制(National Science Review 2023; Communications Biology 2023; Molecular Psychiatry 2021等)。

參考資料:

免責(zé)聲明:藥明康德內(nèi)容團(tuán)隊(duì)專注介紹全球生物醫(yī)藥健康研究進(jìn)展。本文僅作信息交流之目的,文中觀點(diǎn)不代表藥明康德立場(chǎng),亦不代表藥明康德支持或反對(duì)文中觀點(diǎn)。本文也不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導(dǎo),請(qǐng)前往正規(guī)醫(yī)院就診。

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