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En ce moment, l'anxiété,dépressionC'est devenu un problème majeur qui pèse sur la santé mentale de nombreuses personnes. En plus de l'utilisation de médicaments à des fins d'intervention, de plus en plus de preuves scientifiques montrent que l'exercice est une méthode non médicamenteuse efficace pour soulager l'anxiété, par exemple sur des modèles animaux. , l’exercice peut aider à restaurer le réseau nerveux, tout en produisant un effet anti-anxiété.

Concernant le mécanisme anti-anxiété de l'exercice, il existe actuellement des hypothèses telles que la neurogenèse adulte, les neurotransmetteurs monoaminergiques et la neuroinflammation. Par ailleurs, l’acide lactique produit par l’exercice attire également l’attention des scientifiques. En tant que substance produite par glycolyse dans divers tissus lors d'un exercice de haute intensité, l'acide lactique participe à divers processus de régulation moléculaire dans le cerveau. Certaines études ont montré que l'acide lactique peut exercer un effet antidépresseur.Cependant, il reste encore de nombreux mystères non résolus sur le mécanisme anti-anxiété de l'acide lactique. Par exemple, si l'acide lactique produit après l'exercice peut affecter le fonctionnement du cerveau.protéineLe processus de modification de la lactylation et d’altération du comportement anxieux reste flou.

Source des images :123RF

19 août 2024, Institut de recherche sur la régénération nerveuse centrale de l'Université de Jinan Guangdong-Hong Kong-MacaotensionLe groupe de recherche, dans "Cell-Metabolism" (Métabolisme cellulaire) revue publiée en ligne intitulée "L'exercice physique favorise la lactylation des protéines synaptiques corticales pour améliorer la résilience au stress" article, résultats de la rechercheLes molécules d'acide lactique produites après l'exercice peuvent améliorer la structure et la fonction synaptiques en renforçant la modification de la lactylation de protéines synaptiques spécifiques dans le cortex, atténuant ainsi les comportements anxieux provoqués par le stress.. Le chercheur Zhang Zhang a souligné qu'en se concentrant sur la modification par lactylation d'une série de protéines synaptiques, il pourrait être possible demaladie mentaleFournit une aide au diagnostic et à la prédiction de l’efficacité.

Dans cette étude, les auteurs ont d’abord utilisé le stress de contention chronique pour construire un lot de modèles de souris ayant développé des comportements de type anxieux. Les auteurs ont ensuite demandé aux souris de participer à des exercices sur tapis roulant pendant 14 jours afin d'augmenter les niveaux d'acide lactique dans le système circulatoire et le cerveau des souris. Après l’expérience, les auteurs ont également obtenu du tissu cérébral de souris et mené une analyse protéomique quantitative basée sur la modification de la lactylation sur des échantillons de protéines du cortex préfrontal.

Les résultats montrent,Une intervention d'exercice sur tapis roulant de 14 jours a non seulement empêché les comportements anxieux chez la souris, mais a également modifié de manière significative les niveaux de lactylation de plusieurs protéines liées aux synapses., ce qui est frappant, c'est que le niveau de lactylation de la lysine de la protéine synaptique SNAP91 en position 885 est significativement augmenté après l'exercice (Figure 1).

▲Figure 1 : L'exercice augmente la lactylation de la protéine synaptique SNAP91 dans le cortex (Source de l'image : Référence [1])

Afin de confirmer davantage le rôle clé de la lactylation de SNAP91, l'équipe de recherche a construit un groupe de souris mutantes spéciales dans lesquelles le site 885 de la protéine SNAP91 (K885) dans le cortex préfrontal médial (mPFC) a été muté, ce qui signifie que la lactation de K885 La capacité d'acylation est détruite.

Selon l'observation, la densité des vésicules présynaptiques chez ces souris mutantes a diminué anormalement (Figure 2), l'expression des protéines structurelles synaptiques a été régulée négativement et la formation de la partie dense post-synaptique était anormale, ce qui indique que la lactylation de la protéine SNAP91 est Lorsqu’elles sont perturbées, la structure et la fonction synaptiques sont altérées.

▲Figure 2 : Une lactylation anormale de la protéine SNAP91 entraîne des changements ultrastructuraux dans les synapses corticales (Source de l'image : Référence [1])

Dans des expériences ultérieures, ces souris mutantes subissaient toujours un stress de contention chronique et participaient ensuite à un entraînement sur tapis roulant. Cette fois, la situation était différente. Les souris qui ont perdu la lactylation de la protéine SNAP91 n'ont pas supprimé les comportements anxieux dus à l'exercice (Figure 3), et l'activité du réseau neuronal du mPFC a également été considérablement régulée. Ces preuves indiquent que l'exercice peut maintenir l'activité des neurones corticaux et celle du réseau neuronal en affectant la lactylation de la protéine SNAP91, exerçant ainsi un effet anti-anxiété. Cela signifie également que l'étude a découvert une voie de lactylation impliquée dans la régulation des fonctions émotionnelles du cerveau. approche chimique.

▲Figure 3 : L'exercice exerce des effets anxiolytiques via la lactylation SNAP91 (Source de l'image : Référence [1])

En résumé, cette étude révèle une voie clé « métabolisme-cerveau », dans laquelle les molécules d'acide lactique produites par les tissus stimulés par l'exercice peuvent améliorer la structure synaptique et l'activité neuronale du mPFC en affectant la modification de la lactylation des protéines synaptiques telles que SNAP91, atténuant ainsi l'anxiété. comme le comportement chez la souris (Figure 4). Les résultats ci-dessus révèlent un nouveau mécanisme biologique de l'acide lactique, une molécule énergétique, dans le cerveau, et fournissent également une référence pour des recherches plus approfondies sur les modifications de lactylation non histones dans le tissu neural.

Pour les recherches futures, le chercheur Zhang Zhang a déclaré qu'une question plus importante est de clarifier si la transformation du modèle métabolique à des endroits spécifiques du tissu neural (neurones, cellules gliales, etc.) est liée à la modification de la lactylation et à ses voies moléculaires en aval, afin de Établir un modèle de mécanisme du métabolisme et du fonctionnement cérébral en deux dimensions : l'espace et le temps.

▲Figure 4 : Modèle anti-anxiété exercice-lactylation (source de l'image : référence [1])

Le chercheur Zhang Zhang est l'auteur correspondant indépendant de cet article ; Yan Lan, doctorant à l'Université de Jinan, et le doctorant Wang Yajie sont les co-premiers auteurs de l'article. Le travail de thèse a été soutenu par l'académicien Su Guohui de l'Université de Jinan et a été réalisé par le Laboratoire clé de régénération nerveuse centrale du ministère de l'Éducation de l'Université de Jinan.

Le groupe de recherche de Zhang Zhang se concentre sur la question scientifique du « mécanisme périphérique-central de l'exercice améliorant la fonction cérébrale » et a obtenu une série de résultats depuis 2019. Les travaux représentatifs comprennent : (1) L'identification de facteurs périphériques qui améliorent la fonction cérébrale grâce à l'exercice, la découverte de la S-adénosylméthionine, de la clusterine et d'autres facteurs provenant du foie, de la graisse et d'autres tissus, et l'élucidation de leur amélioration des émotions, de la cognition et d'autres comportements.Progrès scientifiques 2023; Rapports de cellules 2023; Sciences avancées 2022, etc.); (2) Élucider le mécanisme moléculaire par lequel l'exercice améliore la structure et la fonction synaptiques, révélant que l'exercice stimule les facteurs périphériques en activant la voie mTOR et la modification de la lactylation des protéines dans le cerveau, favorisant la structure synaptique et le remodelage fonctionnel, et atténuant les émotions et le mécanisme des troubles cognitifs (Métabolisme cellulaire 2024; Nature Communications 2024; Progrès scientifiques 2019, etc.); (3) Analyser le mécanisme de circuit par lequel les facteurs périphériques améliorent la fonction cérébrale et découvrir le mécanisme par lequel les facteurs périphériques sécrétés par le corps sous intervention environnementale affectent les comportements émotionnels et sociaux en régulant les circuits neuronaux du cortex et de l'amygdale. et d'autres zones du cerveau (Revue nationale des sciences 2023; Biologie des communications 2023; Psychiatrie moléculaire 2021, etc.).

Références :