五篇综述文章：锻炼如何预防神经退行性疾病的新见解

　　

   

   

图:骨骼肌对各种刺激的反应，可以通过多种方式与中枢神经系统(CNS)进行通信，包括:(1)分泌信号蛋白(肌因子)，可与血脑屏障(BBB)和脑细胞(神经元和/或胶质细胞)的受体结合，从而诱导下游信号;(2)释放细胞外囊泡，如含有信号因子的外泌体;(3)释放代谢物(肌代谢物)，通过血脑屏障和脑细胞上的溶质转运体进入大脑;(4)通过在肌肉、循环系统和/或大脑中分泌产生信号因子的酶;(5)通过调节肌肉代谢和/或向不同于大脑的其他组织传递肌肉因子信号的间接作用。调节过程包括脑血流、脑代谢功能、线粒体生物发生和神经发生的改善，而保护性信号则减少氧化应激、细胞衰老和神经炎症。总之，肌肉-大脑信号在这些细胞过程中的作用改善了认知功能。    

越来越多的证据发现，锻炼可以改善大脑功能，延缓或预防神经退行性疾病的发生，如阿尔茨海默氏症和帕金森病。虽然其潜在机制尚不清楚，但最近的研究表明，运动诱导的外围系统(如肌肉、肠道、肝脏和脂肪组织)的激活可能会影响神经可塑性。《大脑可塑性》特刊介绍了神经可塑性和认知健康中周边因素的作用的新研究和见解。

佛罗里达大西洋大学查尔斯·e·施密特医学院和大脑研究所的联合客座编辑和杂志主编Henriette van Praag博士解释说:“至少有十几个外周因素已经被确定会影响神经营养素水平、成人神经发生、炎症、突触可塑性和记忆功能。”

组织蛋白酶B (CTSB)，一种肌肉因子和脑源性神经营养因子(BNDF)已被发现具有强大的神经保护作用。在特刊上发表的一项新研究中，研究人员观察了增加有氧运动强度是否会增加血液中循环的CTSB和BDNF的数量。16名年轻健康受试者以最大能力完成基于跑步机的有氧运动，然后分别以40%、60%和80%的能力完成。

在每次运动后采集的血液样本中检测循环CTSB和BDNF，并在骨组织中检测CTSB蛋白、BDNF蛋白和mRNA表达。研究人员发现，高强度运动在年轻人运动后立即提高循环的CTSB，骨骼肌组织表达CTSB和BDNF的信息和蛋白质。

“CTSB和BDNF是很有希望的治疗靶点，可以延缓认知障碍的发生和发展，”首席研究员、密歇根大学运动机机学学院的Jacob M. Haus博士说。“未来的研究需要阐明调节它们的释放、处理和骨骼肌组织中纤维类型的特定作用的机制。”

特刊还分享了新的研究，CTSB可能通过调节处理速度在认知控制中发挥作用，中等强度和高强度间歇运动都增加了年轻成年女性的血清BDNF水平和工作记忆表现。

五篇综述文章涵盖了肌肉、肝脏、脂肪组织、肠道微生物群和大脑之间的器官间串扰。虽然众所周知，运动可以保护中枢神经系统，但直到最近才发现它取决于骨骼肌的内分泌能力。在他们的综述中，来自圣裘德儿童研究医院发展神经生物学部门的Mamta Rai博士和Fabio Demontis博士强调了肌肉因子、代谢物和其他非传统因素的影响，这些因素介导了肌肉-大脑和肌肉-视网膜通信对神经发生、神经递质合成、蛋白质平衡、情绪、睡眠、认知功能和运动后进食行为的影响。

他们还提出了由不活动和肌肉疾病状态引起的有害的肌肉因子可能成为治疗干预的新焦点的可能性。他们说:“我们提出，通过调节肌肉因子和肌肉代谢物来调整肌肉到中枢神经系统的信号，可能会对抗受系统信号影响的与年龄相关的神经退行性变和脑部疾病。”

男性和女性对身体活动的生物反应不同，对神经退行性疾病的发病、发展和结局的脆弱性也不同。阿拉巴马大学伯明翰分校的Constanza J. Cortes博士和加州州立大学Zurine De Miguel博士的一篇综述讨论了关于免疫系统对运动反应的性别差异的新兴研究，认为这是体育活动影响大脑的潜在机制。

“个别研究结果表明，女性对运动的免疫反应可能会增强，但还需要更多的研究，”科尔特斯博士和德米格尔博士观察到。“需要整合神经科学、运动生理学和老年科学的跨学科研究来解释认知衰老和与年龄相关的神经退行性疾病的性别差异，并开发新的治疗靶点。”

研究大脑和脂肪组织之间的相互作用，特别是一种可以穿过血脑屏障的激素，在阿尔茨海默病动物模型中，这种激素已被证明可以改善神经元功能;越来越多的证据表明，神经发生可以由肠道微生物群调节;以及关于运动和饮食对海马BDNF信号的影响的研究，这为神经退行性疾病的治疗提供了建议。

“这期杂志收集的研究证实了锻炼对记忆功能的重要性，”马萨诸塞州总医院和哈佛医学院的DVM博士、客座编辑Christiane D. Wrann博士说。“我们很高兴与大家分享这期激动人心的特刊。在未来几年，可能会发现更多与大脑相关的系统性分子，并可能为神经退行性疾病的新治疗方法提供基础。”

文章标题

外周因素与神经可塑性