berita

▎Diedit oleh Tim Konten WuXi AppTec  

Saat ini, kecemasan,depresiIni telah menjadi masalah besar yang mengganggu kesehatan mental banyak orang. Selain penggunaan obat-obatan untuk intervensi, semakin banyak bukti ilmiah yang menunjukkan bahwa olahraga adalah metode non-obat yang efektif untuk meredakan kecemasan , olahraga dapat membantu memulihkan jaringan saraf, sekaligus menghasilkan efek anticemas.

Mengenai mekanisme olahraga anti-kecemasan, saat ini terdapat hipotesis seperti neurogenesis dewasa, neurotransmiter monoaminergik, dan peradangan saraf. Selain itu, asam laktat yang dihasilkan oleh olahraga juga menarik perhatian para ilmuwan. Sebagai zat yang diproduksi oleh glikolisis di berbagai jaringan selama latihan intensitas tinggi, asam laktat berpartisipasi dalam berbagai proses pengaturan molekuler di otak, beberapa penelitian menemukan bahwa asam laktat dapat memberikan efek antidepresan.Namun, masih banyak misteri yang belum terpecahkan mengenai mekanisme anti-kecemasan asam laktat. Misalnya saja apakah asam laktat yang diproduksi setelah olahraga dapat mempengaruhi otakproteinProses modifikasi laktilasi dan perubahan perilaku seperti kecemasan masih belum jelas.

Sumber gambar:123RF

19 Agustus 2024, Universitas Jinan Institut Penelitian Regenerasi Saraf Pusat Guangdong-Hong Kong-MacaoketeganganKelompok penelitian, dalam "Metabolisme Sel" (Metabolisme Sel) jurnal yang diterbitkan secara online berjudul "Latihan fisik memediasi laktilasi protein sinaptik kortikal untuk meningkatkan ketahanan terhadap stres” makalah, temuan penelitianMolekul asam laktat yang dihasilkan setelah olahraga dapat memperbaiki struktur dan fungsi sinaptik dengan meningkatkan modifikasi laktilasi protein sinaptik spesifik di korteks, sehingga mengurangi perilaku kecemasan akibat stres.. Peneliti Zhang Zhang menunjukkan bahwa dengan berfokus pada modifikasi laktilasi serangkaian protein sinaptik, dimungkinkan untukpenyakit mentalMemberikan bantuan dalam diagnosis dan prediksi kemanjuran.

Dalam penelitian ini, penulis pertama kali menggunakan stres pengekangan kronis untuk membangun sejumlah model tikus yang mengembangkan perilaku seperti kecemasan. Para penulis kemudian meminta tikus untuk mengikuti latihan treadmill selama 14 hari untuk meningkatkan kadar asam laktat dalam sistem peredaran darah dan otak tikus. Setelah percobaan, penulis juga memperoleh jaringan otak dari tikus dan melakukan analisis proteomik kuantitatif berdasarkan modifikasi laktilasi pada sampel protein dari korteks prefrontal.

Hasilnya menunjukkan,Intervensi latihan treadmill selama 14 hari tidak hanya mencegah perilaku seperti kecemasan pada tikus, namun juga secara signifikan mengubah tingkat laktilasi beberapa protein terkait sinapsis., yang mengejutkan adalah tingkat laktilasi lisin protein sinaptik SNAP91 pada posisi 885 meningkat secara signifikan setelah latihan (Gambar 1).

▲Gambar 1: Latihan meningkatkan laktilasi protein sinaptik SNAP91 di korteks (Sumber gambar: Referensi [1])

Untuk mengkonfirmasi lebih lanjut peran kunci laktilasi SNAP91, tim peneliti membangun sekelompok tikus mutan khusus di mana situs protein 885 SNAP91 (K885) di medial prefrontal cortex (mPFC) dimutasi, yang berarti bahwa laktasi K885 Kemampuan asilasi hancur.

Menurut pengamatan, kepadatan vesikel prasinaps pada tikus mutan ini menurun secara tidak normal (Gambar 2), ekspresi protein struktural sinaptik diturunkan, dan pembentukan bagian padat pascasinaps tidak normal, yang menunjukkan bahwa laktilasi protein SNAP91 adalah Jika terganggu, struktur dan fungsi sinaptik akan terganggu.

▲Gambar 2: Laktilasi abnormal protein SNAP91 menyebabkan perubahan ultrastruktural pada sinapsis kortikal (Sumber gambar: Referensi [1])

Dalam percobaan selanjutnya, tikus mutan ini masih mengalami stres pengekangan kronis dan kemudian mengikuti pelatihan treadmill. Kali ini situasinya berbeda. Tikus yang kehilangan laktilasi protein SNAP91 tidak menekan perilaku seperti kecemasan akibat olahraga (Gambar 3), dan aktivitas jaringan saraf mPFC juga mengalami penurunan regulasi secara signifikan. Bukti-bukti ini menunjukkan bahwa olahraga dapat mempertahankan aktivitas neuron kortikal dan aktivitas jaringan saraf dengan memengaruhi laktilasi protein SNAP91, sehingga memberikan efek anti-kecemasan. Hal ini juga berarti bahwa penelitian tersebut telah menemukan jalur laktilasi yang terlibat dalam regulasi fungsi emosional otak. pendekatan kimia.

▲Gambar 3: Latihan memberikan efek ansiolitik melalui laktilasi SNAP91 (Sumber gambar: Referensi [1])

Singkatnya, penelitian ini mengungkapkan jalur kunci "metabolisme-otak", di mana molekul asam laktat yang diproduksi oleh jaringan yang dirangsang oleh olahraga dapat meningkatkan struktur sinaptik mPFC dan aktivitas saraf dengan memengaruhi modifikasi laktilasi protein sinaptik seperti SNAP91, sehingga mengurangi kecemasan. seperti perilaku pada tikus (Gambar 4). Hasil di atas mengungkap mekanisme biologis baru asam laktat, sebuah molekul energi, di otak, dan juga memberikan referensi untuk penelitian lebih lanjut tentang modifikasi laktilasi non-histon pada jaringan saraf.

Untuk penelitian di masa depan, peneliti Zhang Zhang mengatakan bahwa pertanyaan yang lebih penting adalah untuk memperjelas apakah transformasi pola metabolisme di lokasi tertentu di jaringan saraf (neuron, sel glial, dll.) terkait dengan modifikasi laktilasi dan jalur molekuler hilirnya, sehingga dapat Membangun model mekanisme metabolisme dan fungsi otak dalam dua dimensi: ruang dan waktu.

▲Gambar 4: Model anti-kecemasan latihan-laktilasi (sumber gambar: referensi [1])

Peneliti Zhang Zhang adalah penulis koresponden independen dari artikel ini; lulusan doktor Universitas Jinan Yan Lan dan mahasiswa doktoral Wang Yajie adalah penulis pertama makalah ini. Karya tesis ini didukung oleh Akademisi Su Guohui dari Universitas Jinan dan diselesaikan oleh Laboratorium Kunci Regenerasi Saraf Pusat Kementerian Pendidikan Universitas Jinan.

Kelompok penelitian Zhang Zhang berfokus pada isu ilmiah tentang "mekanisme latihan perifer-pusat yang meningkatkan fungsi otak" dan telah mencapai serangkaian hasil sejak 2019. Pekerjaan representatif meliputi: (1) Identifikasi faktor perifer yang meningkatkan fungsi otak melalui olahraga, penemuan S-adenosylmethionine, clusterin dan faktor lain dari hati, lemak dan jaringan lain, dan penjelasan peningkatannya dalam emosi, kognisi dan perilaku lainnya.Kemajuan Ilmu Pengetahuan 2023; Laporan Sel 2023; Ilmu Pengetahuan Lanjutan 2022, dll.); (2) Menjelaskan mekanisme molekuler dimana olahraga meningkatkan struktur dan fungsi sinaptik, mengungkapkan bahwa olahraga menstimulasi faktor perifer dengan mengaktifkan jalur mTOR dan modifikasi laktilasi protein di otak, mendorong struktur sinaptik dan remodeling fungsional, dan meringankan emosi dan mekanisme gangguan kognitif (Metabolisme Sel 2024; Komunikasi Alam 2024; Kemajuan Ilmu Pengetahuan 2019, dll.); (3) Menganalisis mekanisme sirkuit dimana faktor perifer meningkatkan fungsi otak, dan menemukan mekanisme dimana faktor perifer yang disekresikan oleh tubuh di bawah intervensi lingkungan mempengaruhi perilaku emosional dan sosial dengan mengatur sirkuit saraf di korteks, amigdala dan area otak lainnya (Tinjauan Sains Nasional 2023; Biologi Komunikasi 2023; Psikiatri Molekuler 2021, dst).

Referensi: