跑步和多巴胺释放之间的联系可能对帕金森病的治疗有影响

对老鼠的研究表明，运动如何提高一种叫做脑源性神经营养因子的化学物质的水平，这种化学物质促进多巴胺的释放，多巴胺是一种“感觉良好”的激素，在运动、动机和学习中也发挥着关键作用。研究人员说，他们的发现可能有助于解释为什么运动可以缓解帕金森病的症状，并指出了新的潜在治疗方法。

　　

对老鼠的研究表明，运动是如何提高一种叫做脑源性神经营养因子(BDNF)的化学物质的水平的，这种化学物质促进了“感觉良好”荷尔蒙多巴胺(DA)的释放。众所周知，DA在运动、动机和学习方面发挥着关键作用。由纽约大学格罗斯曼医学院领导的研究小组说，他们的发现可能有助于解释为什么运动可以缓解帕金森病的症状。

“我们的研究结果帮助我们理解为什么运动可以缓解帕金森病的症状，以及那些神经精神疾病如抑郁症的症状，”神经科学家玛格丽特·赖斯博士说。“既然我们知道了为什么体育活动有帮助，我们就可以探索它作为一种增强甚至替代这些患者使用多巴胺增强药物的方法。”

赖斯是该团队发表在《神经科学杂志》上的论文的资深作者，该论文题为《自愿运动促进纹状体多巴胺释放:脑源性神经营养因子发挥必要和充分作用的证据》。在他们的报告中，研究小组总结道:“总之，这些数据支持了BDNF在运动增强的纹状体DA释放中的因果作用，并为运动对神经精神疾病(包括帕金森病、抑郁和焦虑)的有益作用提供了机制上的见解。”

锻炼对大脑有好处，这不是什么秘密。锻炼可以改善情绪，增强记忆力，避免认知衰退。人们早就认识到，经常跑步可以提高大脑中的多巴胺活性，并可能保护神经细胞免受损伤。作者写道:“锻炼已被证明可以改善人类和啮齿动物的运动和认知能力。”“体育锻炼可以改善帕金森病患者的运动表现，并改善抑郁症患者的情绪。”

但是，虽然之前的研究已经将运动导致的多巴胺触发化学物质BDNF和多巴胺水平的提高与学习和记忆的改善联系起来，但这些因素相互作用的确切方式还不清楚。

在他们最新报道的研究中，研究人员比较了自愿跑了30天的老鼠和不运动的动物的多巴胺信号。他们让几十只雄性老鼠无限制地进入一个自由旋转的轮子或一个不能移动的锁住的轮子。一个月后，研究小组在大脑切片的背侧纹状体(DStr)区域测量了多巴胺的释放和bdnf的水平，bdnf是一种参与神经元健康的蛋白质。他们还在另一组啮齿动物身上重复了同样的过程，其中一些已经进行了基因改造，产生的BDNF只有普通老鼠的一半。

结果显示，正常老鼠在轮子上跑了30天，与没有运动的老鼠相比，大脑中参与运动的背层多巴胺释放量增加了40%。值得注意的是，即使在休息一周后，多巴胺释放的增加仍然很高。

运动结束后，多巴胺释放的增加甚至持续7天。[Bastioli et al.， JNeurosci 2022]

研究还发现，与不跑步的小鼠相比，跑步小鼠的BDNF水平增加了近60%。但是，当在缺乏BDNF的遗传小鼠模型上重复实验时，活跃的动物和不活动的动物之间的多巴胺释放没有区别，这表明BDNF催化增加的多巴胺信号。

该研究的第一作者、神经生物学家Guendalina Bastioli博士说:“我们的发现表明，BDNF在跑步导致的大脑长期变化中起着关键作用。”Guendalina Bastioli博士是纽约大学朗格尼健康学院神经科学系的博士后。“这些结果不仅有助于解释为什么锻炼能让你运动、思考和感觉更好，还表明即使你不每天锻炼，这些好处也会继续。”

虽然研究人员之前已经测量过跑步过程中的多巴胺活动，但这项新的研究为这种激素的长期行为及其在运动停止后对大脑的影响提供了见解。他们写道:“总的来说，目前的研究表明了运动对运动和奖励途径的有益影响的潜在因素，并可能为促进多巴胺释放提供新的治疗选择。”

这项研究的作者指出，帕金森氏症和其他运动障碍患者经常使用类似多巴胺对运动神经元作用的药物进行治疗。然而，多巴胺在运动的保护作用背后的机制尚未被彻底探索。他们刚刚发表的研究结果为运动如何减轻帕金森氏症的症状提供了新的见解，以及运动可能如何用于补充或替代提高多巴胺的药物。研究小组评论说:“人们对运动对大脑健康的影响的兴趣由来已久，大量文献表明，运动不仅能改善认知，还能在PD的神经毒素模型中保存DA神经元和运动活动。”“这些研究为运动的有益作用提供了见解，可以用于帕金森病和其他神经精神疾病的治疗方法。”

莱斯是纽约大学朗格尼分校神经外科、神经科学和生理学系的教授，他警告说，虽然在啮齿动物身上的初步发现很有希望，但未来在人类身上的研究需要充分了解BDNF和多巴胺在帕金森病中的作用。研究小组总结道:“我们的发现支持了这样一种观点，即增强多巴胺释放不仅有助于改善帕金森病患者运动时出现的运动症状，而且可能是减轻包括抑郁和焦虑在内的其他神经精神疾病症状的基础。”

研究小组还计划在雌性老鼠身上研究运动、多巴胺和BDNF之间的关系，雌性老鼠显然比雄性老鼠跑得更频繁。此外，研究人员还打算直接研究活跃的小鼠与那些只进行有限体力活动的小鼠相比，是否有更好的运动技能。