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eLife:運動如何提高記憶力?

日期:2016-07-18 08:57:04

 眾所周知,體育鍛煉對大腦有好處,相關(guān)報道:Cell子刊:體育鍛煉可以武裝大腦;Cell子刊:跑步可以提高記憶力?,但是如何做到的呢?近期,科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),脂肪酸的代謝可產(chǎn)生一種化學(xué)物質(zhì),增強一種大腦生長因子的表達。

 

定期體育鍛煉提供的不僅僅是一個苗條的體格,而且還能增強思維,甚至可以抵消抑郁癥或阿爾茨海默氏病,相關(guān)閱讀:蘇國輝、徐愛民教授PNAS:運動為何能夠抗抑郁。最近在《eLife》雜志上發(fā)表的一項研究中,科學(xué)家解釋了“肌肉運動如何能影響大腦的生物學(xué)”。關(guān)鍵的溝通因子是D-beta-hydroxybutyrate (DBHB),脂肪酸代謝的一種產(chǎn)物,可介導(dǎo)表觀遺傳學(xué)變化來上調(diào)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)的編碼基因。

 

紐約大學(xué)Langone醫(yī)學(xué)中心的Moses Chao和同事在小鼠中發(fā)現(xiàn)了這個途徑。他們給一半的受試小鼠提供一個跑步的輪子,而對照組小鼠則沒有。一個月后,科學(xué)家們對動物進行了解剖并分析了它們的大腦,發(fā)現(xiàn)運動使得小鼠海馬體(負責(zé)記憶和學(xué)習(xí))中產(chǎn)生了更多的BDNF

 

之前的研究表明,組蛋白去乙酰化酶(HDAC)——可去除使染色質(zhì)保持開放和使基因保持活性的乙酰基,影響著BDNF的表達與記憶。果然這項研究發(fā)現(xiàn),運動可減少HDAC2HDAC3的表達。

 

作者又把注意力轉(zhuǎn)向了DBHB,它是細胞用完葡萄糖并轉(zhuǎn)化為脂肪酸作為能量來源時,肝臟中的代謝副產(chǎn)品。DBHB已知可在腦外阻斷HDACs。與對照組小鼠相比,運動的小鼠有更多的海馬DBHB。此外,在培養(yǎng)的神經(jīng)元中,DBHB可抑制HDACs和擴增BDNF的表達。

 

基于這些實驗和其他實驗,研究人員提出了運動導(dǎo)致DBHB生產(chǎn)的一種機制:DBHB進入大腦并關(guān)閉HDACsBDNF基因的乙酰化將它打開。Chao對這種小代謝物的力量感動驚訝。他說:“這是一個非常小的、簡單的分子,但卻有這樣的效果。”

 

運動不是刺激BDNF的唯一東西。Chao懷疑,任何新的經(jīng)驗,如旅行,都會起到同樣的作用,雖然也許是通過其他機制。他說:“我們希望能找到其他像DBHB的小分子,起到類似的作用。”

 

在一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病中BDNF的表達是降低的。但是BDNF本身作為一種治療方法是棘手的,因為它是一個大的粘蛋白,不容易通過血液和腦之間緊密的屏障。Chao推測,像DBHB,可能有更好的機會作為一種療法;已有研究發(fā)現(xiàn)它能緩解帕金森氏病和亨廷頓氏病動物模型的疾病。

 

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