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民族教育

FNDC5/鸢尾素可以调节运动对突触可塑性和记忆的保护作用,研究表明

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当我们剧烈运动的时候,大脑会释放出大量促进情绪并使人“感觉良好”的激素——内啡肽。也因此,有很多人酷爱运动。近日,一项研究显示,除了会释放让人产生幸福感的激素外,运动还会产生一种可以增强记忆和预防阿尔兹海默症的激素。该研究近日已发表在《Nature
Medicine》上。由美国哥伦比亚大学Vagelos内科与外科学院和Taub阿尔兹海默症和大脑老化研究所的研究员Ottavio
Arancio教授牵头。图片 2
众所周知,运动可以提高记忆,还有研究表明,运动还能够降低阿尔兹海默症风险。但是研究人员对其中的原因知之甚少。
几年前,运动专家们发现了一种名为鸢尾素(irisin)的激素,在运动期间,这种激素会释放到循环系统中。最初的研究表明,鸢尾素主要在能量代谢中起作用。但是这项新研究发现,这种激素还能促进大脑海马神经元的生长,这是一个对学习和记忆至关重要的区域。
Arancio说:“这项发现或许能够解释为什么运动能够改善记忆以及在阿尔兹海默症等脑部疾病中发挥保护作用的可能性。”
在这项新研究中,Arancio带领国际研究团队首先在人群中寻找鸢尾素与阿尔兹海默症之间的联系。他们利用脑库的组织样本发现鸢尾素存在于人的海马体中,而阿尔兹海默症患者海马体中这种激素的水平会降低。而电生理和行为分析显示,阿尔茨海默小鼠模型大脑中FNDC5/鸢尾素水平的增加,则可以显著提高了突触的可塑性和记忆力。
背后的作用机制是什么?研究人员最终得出,FNDC5
/鸢尾素会减少由β淀粉样蛋白寡聚体诱导的突触相关基因的表达,也会激活海马神经元中和阿尔茨海默症相关的转录抑制。
在这些模型中,鸢尾素还可以防止由β淀粉样蛋白寡聚体暴露造成的树突棘损失,这可能是通过减少β淀粉样蛋白寡聚体和神经元的结合,以及降低可溶性Aβ42的水平来实现。最后,鸢尾素还刺激cAMP-PKA-CREB信号通路,该通路负责记忆的形成。
研究团队还提出证据表明,在阿尔茨海默症模型中,FNDC5/鸢尾素可以调节运动对突触可塑性和记忆的保护作用。每天游泳可以让实验小鼠免受AβO诱导的突触障碍和记忆丧失,也能增加大脑中FNDC5
/鸢尾素的水平。
值得一提的是,抑制FNDC5/鸢尾素在大脑中的作用则会消除它原有的积极作用。更进一步的是,外周给药FNDC5/鸢尾素则可以继续提供这种保护。相较之下,外周抗体中和掉FNDC5/鸢尾素则会损害突触可塑性和记忆,阻断运动的保护作用。
这些发现指出,运动诱导的外周激素可以到达大脑,并防止AβO诱导的突触和记忆功能障碍。
研究团队认为,这些新的发现为阿尔茨海默症的发病机制和治疗策略提供了新的思路。首先,他们提供了强有力的证据,证明大脑中FNDC5/鸢尾素水平降低与阿尔茨海默症相关的认知缺陷之间存在联系。因此,FNDC5/鸢尾素是诊断和监测阿尔茨海默症的潜在生物标志物。
研究团队还发现,在正常的老年人大脑和路易体痴呆症患者中,FNDC5/鸢尾素水平的含量也有所降低,这表明这种激素对大脑紊乱和衰老的影响更为广泛。其次,FNDC5/鸢尾素作为通过运动维持突触功能和记忆作用的关键介导,可能是老年阿尔茨海默症患者可选择的治疗方案。
特别是,外周给药FNDC5/鸢尾素的有效性可以使其成为一种有吸引力的治疗候选药物。
研究团队同时强调,鸢尾素是如何进入大脑并与大脑相互作用的,以及该蛋白是否对人类具有类似的效应,还需要进一步的研究。研究人员称,这还只是动物实验结果,要把鸢尾素用于人类临床治疗,还需要至少3至4年的研究。
论文链接:

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运动员知道剧烈运动会释放出大量的内啡肽:感觉良好的荷尔蒙,可增强情绪。哥伦比亚大学瓦格洛斯医学院和外科医生学院以及陶伯研究所(Taub
Institute for Research)的研究人员Ottavio
Arancio博士(医学博士)共同领导的一项研究表明,现在的证据表明,运动产生的另一种激素可以改善记忆力,并能预防老年痴呆症。阿尔茨海默氏病和大脑老化。

该研究发表在《自然医学》上。

体力活动可以改善记忆力,研究表明,它也可以降低阿尔茨海默氏病的风险。但是研究人员不明白为什么。

几年前,运动研究人员发现了一种称为鸢尾素的激素,该激素在体育锻炼过程中会释放到循环系统中。初步研究表明,虹膜素主要在能量代谢中发挥作用。但是最新的研究发现,这种激素还可以促进大脑海马神经元的生长,这是学习和记忆的关键区域。

哥伦比亚大学瓦格罗斯分校病理学与细胞生物学教授和医学教授阿兰西奥说:这增加了鸢尾素可能有助于解释为什么体育锻炼可以改善记忆力并似乎在诸如阿尔茨海默氏病等脑部疾病中起保护作用的可能性。内科医生与外科医生学院。

老年痴呆症患者大脑中的鸢尾素减少

在这项新的研究中,巴西里约热内卢联邦大学和加拿大皇后大学的Arancio及其同事首先寻找了虹膜素和阿尔茨海默氏症之间的联系。他们使用脑库的组织样本发现,人海马中存在虹膜素,阿尔茨海默氏症患者的海马中激素水平降低。

为了研究鸢尾素在大脑中的作用,研究小组转向了小鼠。这些实验表明,小鼠中的鸢尾素可以保护大脑的突触和动物的记忆:当健康小鼠海马中的鸢尾素被禁用时,突触和记忆就会减弱。同样,提高大脑中的鸢尾素水平可以改善两种大脑健康指标。

游泳可增强鸢尾素,保护小鼠记忆

然后研究人员研究了运动对虹膜素和大脑的影响。在这项研究的最引人注目的实验中,研究人员发现,尽管每天输注了5个淀粉样蛋白,但这种蛋白并没有引起记忆障碍,而淀粉样蛋白是与阿尔茨海默氏症有关的神经元阻塞记忆的蛋白质。

研究人员还发现,用药物阻断鸢尾素完全消除了游泳的好处。接受淀粉样蛋白输注后,游动并接受鸢尾素阻断剂治疗的小鼠在记忆力测试中的表现没有比久坐的动物好。

这些发现共同表明,虹膜素可以用于寻找预防或治疗人类痴呆症的新疗法,Arancio说。他的团队现在正在寻找可以增加大脑中激素水平或模仿其作用的药物化合物。

他说:与此同时,我当然会鼓励所有人进行锻炼,以促进大脑功能和整体健康。但这对许多人来说是不可能的,尤其是那些患有与年龄有关的疾病,例如心脏病,关节炎或痴呆症的人。对于那些个人,特别需要能够模仿虹膜素的作用并保护突触并防止认知能力下降的药物。

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