作為一個酷愛運(yùn)動的人，除非要工作，不然奇點糕的腿怎么也閑不住，麻將桌也休想將我困住一小時以上。而對于我們這些熱愛運(yùn)動的人，生命也不忘給與饋贈。
除了強(qiáng)身健體、提神醒腦、減少疾病等這些眾所周知的好處外，運(yùn)動還被發(fā)現(xiàn)對于目前全球日趨嚴(yán)重的阿爾茲海默?。ˋD）有預(yù)防作用。
不過，科學(xué)家并不清楚運(yùn)動到底是通過何種方式改善大腦環(huán)境的。
2019年1月8日，巴西科學(xué)家Fernanda Felice教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動（游泳）時肌肉釋放的一種叫做鳶尾素的激素，可以進(jìn)入大腦，增加大腦海馬體中鳶尾素的水平，從而拯救因AD造成的突觸可塑性和記憶能力損失。這項研究對于AD的預(yù)防和治療有重要的指導(dǎo)意義，相關(guān)論文發(fā)表在著名學(xué)術(shù)期刊《自然醫(yī)學(xué)》上[2]。
Fernanda Felice教授
這幾年來，AD的研究可謂一波三折，病因仍然撲朔迷離，而相關(guān)藥物的研發(fā)投入也大多打了水漂。
不過，經(jīng)過多年的努力，科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)了AD的很多線索。
AD大腦的一個突出特點就是β-淀粉樣蛋白和tau蛋白的沉積，并且出現(xiàn)了能量代謝異常的現(xiàn)象，包括葡萄糖攝入減少和胰島素抵抗等。此外，AD還與代謝異常有關(guān)，例如二型糖尿病患者患AD的風(fēng)險更高[3]。
之前有研究發(fā)現(xiàn)，治療代謝類疾病有助于減少AD的發(fā)生。再結(jié)合運(yùn)動能夠預(yù)防AD的研究。這些證據(jù)暗示AD、運(yùn)動、代謝這三者之間存在著某種不為人所知的聯(lián)系[3]。
2012年，哈佛大學(xué)的Bruce Spiegelman教授團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動會刺激細(xì)胞釋放一種新的激素——鳶尾素。鳶尾素能作用于皮下脂肪，促進(jìn)白色脂肪轉(zhuǎn)化成米色脂肪[4]。
隨后，科學(xué)家又發(fā)現(xiàn)鳶尾素還具有保護(hù)神經(jīng)[5]、增加皮質(zhì)骨量[6]、減少骨丟失[7]等作用。前不久，我們剛報道了Spiegelman教授團(tuán)隊找到了鳶尾素受體的研究。
鳶尾素的作用
考慮到鳶尾素與運(yùn)動、代謝的關(guān)系，以及其所具有的神經(jīng)保護(hù)功能。Fernanda教授猜測，鳶尾素可能就是連接運(yùn)動與AD的信使。
于是，F(xiàn)ernanda團(tuán)隊檢測了AD小鼠和AD患者的腦脊液及海馬體，發(fā)現(xiàn)這些部位鳶尾素的水平確實降低了。
隨后，他們還證實，鳶尾素減少的后果確實很嚴(yán)重。將正常小鼠的鳶尾素下調(diào)后，小鼠海馬體的突觸可塑性以及記憶能力都受到了嚴(yán)重?fù)p害。
那么增強(qiáng)AD小鼠大腦中鳶尾素的水平會有什么效果呢？研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)AD小鼠海馬體中鳶尾素水平提升后，海馬體中神經(jīng)突觸的連接明顯增多。與此同時，小鼠的記憶能力也增強(qiáng)了，在迷宮實驗中表現(xiàn)得更加出色。
APP/PSA ΔE9為AD小鼠模型
AdFNDC5指過表達(dá)鳶尾素
不僅如此，增強(qiáng)鳶尾素表達(dá)還能能減少β-淀粉樣蛋白與神經(jīng)元的結(jié)合，降低可溶性β-淀粉樣白-42（Aβ42）的水平。不過，不可溶的Aβ42并沒有受到影響。
鳶尾素表達(dá)能減少β-淀粉樣蛋白與神經(jīng)元的結(jié)合
此外，鳶尾素水平的上升還提高了各種與突觸連接相關(guān)的基因表達(dá)，比如cAMP信號通路相關(guān)基因的表達(dá)。這條通路在記憶形成中發(fā)揮著重要作用。
總之，增強(qiáng)鳶尾素的表達(dá)對患有AD的大腦具有多方面的好處。
前面我們提到過，運(yùn)動能刺激鳶尾素的分泌，而鳶尾素又能緩解AD病情。那么由運(yùn)動產(chǎn)生的鳶尾素是否真的能影響到大腦？
研究人員讓小鼠們完成了一項為期5周，每周五天，每天1小時的游泳訓(xùn)練。然后對這些小鼠進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)它們大腦中鳶尾素水平確實有所恢復(fù)，記憶能力得到提升。而且，海馬體中細(xì)胞因子和突觸連接也增加了。
游泳后，受
β-淀粉樣蛋白影響的小鼠記憶力恢復(fù)
隨后，研究者們還進(jìn)一步證實，大腦情況的改善確實來自于運(yùn)動產(chǎn)生的鳶尾素。
研究者分別在小鼠的外周血液系統(tǒng)中增加或減少鳶尾素，發(fā)現(xiàn)都能影響到小鼠海馬體中鳶尾素的含量，進(jìn)而影響到小鼠的突觸連接和記憶能力。這表明外周血液循環(huán)中的鳶尾素確實能進(jìn)入大腦，而運(yùn)動產(chǎn)生的鳶尾素是釋放到血液中的。
這項研究揭示了鳶尾素信號通路與AD之間的聯(lián)系，并發(fā)現(xiàn)增加外周血液系統(tǒng)中鳶尾素的含量可能是治療AD的潛在策略。此外，該研究還建立起了運(yùn)動預(yù)防和改善AD的完整聯(lián)系。
運(yùn)動改善AD的機(jī)制
在以后的研究中，科學(xué)家會繼續(xù)探索鳶尾素信號在大腦中發(fā)揮作用的具體方式，比如找到大腦中鳶尾素的受體等。
不過，本文作者也提到，雖然AD患者腦脊液中鳶尾素的含量降低，但血液中鳶尾素的含量并不受影響。而且，鳶尾素減少只發(fā)生在中期到晚期的AD患者中，輕度認(rèn)識障礙的患者并沒有這種現(xiàn)象。這說明鳶尾素減少并不是引起AD患者早期認(rèn)知障礙的原因。但隨著疾病的進(jìn)程，鳶尾素的減少加劇了認(rèn)知障礙。
也就是說，鳶尾素?fù)p失是AD造成的，而非AD的病因。因此，我們對AD的研究仍任重道遠(yuǎn)。
不過無論如何，這次的發(fā)現(xiàn)對于改善AD的病情仍然具有重要的指導(dǎo)意義。對于無法運(yùn)動的老年AD患者來說，開發(fā)激活鳶尾素信號通路的藥物，或許是一個不錯的選擇。
而對于感受到曾經(jīng)“充沛”的智力正在不停流失的奇點糕來說，運(yùn)動能增加突觸可塑性，增強(qiáng)記憶力，并能預(yù)防AD，何樂而不為呢？
編輯神叨叨
不知道為什么他們會讓小鼠游泳，而不是跑步？或許是不傷膝蓋吧~作為在水邊長大的孩子，奇點糕表示好想下水~~
參考資料：
[1] ChoiS H, Bylykbashi E, Chatila Z K, et al. Combined adult neurogenesis and BDNFmimic exercise effects on cognition in an Alzheimer’s mouse model[J]. Science,2018, 361(6406): eaan8821.
[2] Mychael Lourenco et al. Exercise-linked FNDC5/irisin rescues synaptic plasticity and memory defects in Alzheimer’s models. Nature Medicine. Doi.org/10.1038/s41591-018-0275-4
[3] Arnold S E, Arvanitakis Z, Macauleyrambach S L, et al. Brain insulin resistance in type 2 diabetes and Alzheimer disease: concepts and conundrums[J]. Nature Reviews Neurology, 2018, 14(3): 168-181.
[4]Bostr?m P, Wu J, Jedrychowski M P, et al. A PGC1-α-dependent myokine that drives brown-fat-like development of white fat and thermogenesis[J]. Nature, 2012, 481(7382): 463.
[5] Wrann C D, White J P, Salogiannnis J, et al. Exercise induces hippocampal BDNF through a PGC-1α/FNDC5 pathway[J]. Cell metabolism, 2013, 18(5): 649-659.
[6] Colaianni G, Cuscito C, Mongelli T, et al. The myokine irisin increases cortical bone mass[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2015, 112(39): 12157-12162.
[7] Colaianni G, Mongelli T, Cuscito C, et al. Irisin prevents and restores bone loss and muscle atrophy in hind-limb suspended mice[J]. Scientific reports, 2017, 7(1): 2811.
本文作者 | 低溫藝術(shù)家
