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運動如何防止阿爾茲海默癥?

發布日期: 2019-02-28    來源: 科技部門戶網站   

當我們劇烈運動的時候,大腦會釋放出大量促進情緒并使人“感覺良好”的激素——內啡肽。也因此,有很多人酷愛運動。近日,一項研究顯示,除了會釋放讓人產生幸福感的激素外,運動還會產生一種可以增強記憶和預防阿爾茲海默癥的激素。該研究近日已發表在《Nature Medicine》上。由美國哥倫比亞大學Vagelos內科與外科學院和Taub阿爾茲海默癥和大腦老化研究所的研究員Ottavio Arancio教授牽頭。

  眾所周知,運動可以提高記憶,還有研究表明,運動還能夠降低阿爾茲海默癥風險。但是研究人員對其中的原因知之甚少。

 

  幾年前,運動專家們發現了一種名為鳶尾素(irisin)的激素,在運動期間,這種激素會釋放到循環系統中。最初的研究表明,鳶尾素主要在能量代謝中起作用。但是這項新研究發現,這種激素還能促進大腦海馬神經元的生長,這是一個對學習和記憶至關重要的區域。

 

  Arancio說:“這項發現或許能夠解釋為什么運動能夠改善記憶以及在阿爾茲海默癥等腦部疾病中發揮保護作用的可能性。”

 

  在這項新研究中,Arancio帶領國際研究團隊首先在人群中尋找鳶尾素與阿爾茲海默癥之間的聯系。他們利用腦庫的組織樣本發現鳶尾素存在于人的海馬體中,而阿爾茲海默癥患者海馬體中這種激素的水平會降低。而電生理和行為分析顯示,阿爾茨海默小鼠模型大腦中FNDC5/鳶尾素水平的增加,則可以顯著提高了突觸的可塑性和記憶力。

 

  背后的作用機制是什么?研究人員最終得出,FNDC5 /鳶尾素會減少由β淀粉樣蛋白寡聚體誘導的突觸相關基因的表達,也會激活海馬神經元中和阿爾茨海默癥相關的轉錄抑制。

 

  在這些模型中,鳶尾素還可以防止由β淀粉樣蛋白寡聚體暴露造成的樹突棘損失,這可能是通過減少β淀粉樣蛋白寡聚體和神經元的結合,以及降低可溶性Aβ42的水平來實現。最后,鳶尾素還刺激cAMP-PKA-CREB信號通路,該通路負責記憶的形成。

 

  研究團隊還提出證據表明,在阿爾茨海默癥模型中,FNDC5/鳶尾素可以調節運動對突觸可塑性和記憶的保護作用。每天游泳可以讓實驗小鼠免受AβO誘導的突觸障礙和記憶喪失,也能增加大腦中FNDC5 /鳶尾素的水平。

 

  值得一提的是,抑制FNDC5/鳶尾素在大腦中的作用則會消除它原有的積極作用。更進一步的是,外周給藥FNDC5/鳶尾素則可以繼續提供這種保護。相較之下,外周抗體中和掉FNDC5/鳶尾素則會損害突觸可塑性和記憶,阻斷運動的保護作用。

 

  這些發現指出,運動誘導的外周激素可以到達大腦,并防止AβO誘導的突觸和記憶功能障礙。

 

  研究團隊認為,這些新的發現為阿爾茨海默癥的發病機制和治療策略提供了新的思路。首先,他們提供了強有力的證據,證明大腦中FNDC5/鳶尾素水平降低與阿爾茨海默癥相關的認知缺陷之間存在聯系。因此,FNDC5/鳶尾素是診斷和監測阿爾茨海默癥的潛在生物標志物。

 

  研究團隊還發現,在正常的老年人大腦和路易體癡呆癥患者中,FNDC5/鳶尾素水平的含量也有所降低,這表明這種激素對大腦紊亂和衰老的影響更為廣泛。其次,FNDC5/鳶尾素作為通過運動維持突觸功能和記憶作用的關鍵介導,可能是老年阿爾茨海默癥患者可選擇的治療方案。

 

  特別是,外周給藥FNDC5/鳶尾素的有效性可以使其成為一種有吸引力的治療候選藥物。

 

  研究團隊同時強調,鳶尾素是如何進入大腦并與大腦相互作用的,以及該蛋白是否對人類具有類似的效應,還需要進一步的研究。研究人員稱,這還只是動物實驗結果,要把鳶尾素用于人類臨床治療,還需要至少34年的研究。

 

  論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41591-018-0275-4

 
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