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Cell:锻炼有益健康 可清除大脑有害血液物质

2014/09/30 来源:生物通
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导读
锻炼身体对人体的健康有许多的有益影响,包括防止压力诱导的抑郁症。然而,直到现在对于介导这一保护性效应的机制还并不清楚。近日,发表在《细胞》杂志上的一项研究中,瑞典卡罗林斯卡研究所的研究人员证实,运动锻炼可引起骨骼肌发生改变,清除压力过程中累积的一种对大脑有害的血液物质。


锻炼身体对人体的健康有许多的有益影响,包括防止压力诱导的抑郁症。然而,直到现在对于介导这一保护性效应的机制还并不清楚。在一项小鼠新研究中,瑞典卡罗林斯卡研究所(KarolinskaInstitutet)的研究人员证实,运动锻炼可引起骨骼肌发生改变,清除压力过程中累积的一种对大脑有害的血液物质。这一研究发表在著名期刊《细胞》(Cell)上。

卡罗林斯卡研究所神经科学系研究人员Mia Lindskog说:“在神经生物学方面,我们实际上仍然并不了解抑郁症是什么。我们的研究描绘了这一谜题中的另一块拼图。我们提供了一种解释,即锻炼身体引起的保护性生化改变阻止了压力过程中大脑受损。”

众所周知,骨骼肌中的PGC-1α1蛋白随身体锻炼而增加,介导了与体力活动相关的有益肌肉调节。在这项研究中,研究人员证实骨骼肌中高水平表达PGC-1α1的转基因小鼠显示许多肌肉获得良好锻炼的特征,即便它们根本没有锻炼。

他们将这些小鼠和正常的对照小鼠暴露于一种如噪音、闪光灯和不规律昼夜节律颠倒的压力环境中。在经历轻微压力5周后,正常小鼠形成了抑郁行为,而转基因小鼠则没有任何的抑郁症状。

“我们最初的研究假设是,锻炼过的肌肉会产生一种对大脑有益的物质。而实际上我们发现恰恰相反:受过良好训练的肌肉生成了一种酶,可以清除机体的有害物质。因此在这种情况下,肌肉的功能可让人联想起肝或肾,”瑞典卡罗林斯卡研究所生理学和药理学系首席研究员Jorge Ruas说。

研究人员发现,肌肉中PGC-1α1水平较高的小鼠也具有较高水平的KAT酶。KATs将压力过程中形成的一种物质犬尿氨酸(kynurenine)转化为了一种无法从血液传送至大脑的物质犬尿酸(kynurenic acid)。尽管尚不清楚犬尿氨酸的确切功能,在精神病患者中可以检测到高水平的犬尿氨酸。

在这项研究中,研究人员证实当给予正常小鼠犬尿氨酸时,它们显示抑郁行为,而肌肉中PGC-1α1水平升高的小鼠则不受影响。事实上,因为在受过良好锻炼的肌肉中KAT酶将犬尿氨酸迅速转化为犬尿酸,引发了一种保护机制,这些动物从不显示血液犬尿氨酸水平增高。

“这项工作有可能为抑郁症治疗开创了一个新的药理法则:尝试去影响骨骼肌的功能,而非直接靶向大脑。骨骼肌似乎发挥了一种解毒作用,当它激活时,可以保护大脑免于损伤及相关的精神疾病,”Jorge Ruas说。

抑郁症是一种全球常见的精神疾病。世界卫生组织(WHO)估计有超过3.5亿人受累于这一疾病。

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