новости

▎Отредактировано командой контента WuXi AppTec.  

В данный момент тревога,депрессияЭто стало серьезной проблемой, от которой страдает психическое здоровье многих людей. Помимо использования лекарств для вмешательства, все больше и больше научных данных показывают, что физические упражнения являются эффективным немедикаментозным методом облегчения тревоги. Например, на животных моделях. , упражнения могут помочь восстановить нервную систему, оказывая при этом успокаивающее действие.

Что касается механизма снятия тревоги при физических нагрузках, в настоящее время существуют такие гипотезы, как нейрогенез взрослых, моноаминергические нейротрансмиттеры и нейровоспаление. Кроме того, внимание ученых привлекает и молочная кислота, вырабатываемая при физических нагрузках. Как вещество, вырабатываемое в результате гликолиза в различных тканях при высокоинтенсивных физических нагрузках, молочная кислота участвует в различных процессах молекулярной регуляции в мозге. Некоторые исследования показали, что молочная кислота может оказывать антидепрессивное действие.Тем не менее, до сих пор остается много неразгаданных загадок о механизме действия молочной кислоты против тревожности. Например, может ли молочная кислота, вырабатываемая после физических упражнений, влиять на мозг.белокПроцесс модификации лактилации и изменения тревожноподобного поведения остается неясным.

Источник изображения:123РФ

19 августа 2024 г., Центральный научно-исследовательский институт нервной регенерации Гуандуна-Гонконга-Макао Университета Цзинань.напряжениеИсследовательская группа в области «Клеточный метаболизм» (Клеточный метаболизм) журнал, опубликованный в Интернете под названием «Физические упражнения опосредуют лактилирование кортикальных синаптических белков, что повышает устойчивость к стрессу» статья, результаты исследованийМолекулы молочной кислоты, вырабатываемые после тренировки, могут улучшить структуру и функцию синапсов за счет усиления модификации лактилирования определенных синаптических белков в коре головного мозга, тем самым облегчая тревожное поведение, вызванное стрессом.. Исследователь Чжан Чжан отметил, что, сосредоточив внимание на модификации лактилирования ряда синаптических белков, можно будетпсихическое заболеваниеОказывает помощь в диагностике и прогнозировании эффективности.

В этом исследовании авторы впервые использовали хронический сдерживающий стресс, чтобы создать серию моделей мышей, у которых развилось тревожно-подобное поведение. Затем авторы попросили мышей заниматься на беговой дорожке в течение 14 дней, чтобы повысить уровень молочной кислоты в системе кровообращения и мозге мышей. После эксперимента авторы также получили ткань головного мозга мышей и провели количественный протеомный анализ, основанный на модификации лактилирования образцов белков из префронтальной коры.

Результаты показывают,14-дневные упражнения на беговой дорожке не только предотвратили тревожное поведение у мышей, но и значительно изменили уровни лактилирования нескольких белков, связанных с синапсами.Что поразительно, так это то, что уровень лактилирования лизина синаптического белка SNAP91 в положении 885 значительно увеличивается после тренировки (рис. 1).

▲Рисунок 1. Упражнения увеличивают лактилирование синаптического белка SNAP91 в коре головного мозга (Источник изображения: ссылка [1])

Чтобы дополнительно подтвердить ключевую роль лактилирования SNAP91, исследовательская группа сконструировала группу специальных мутантных мышей, у которых был мутирован сайт белка SNAP91 885 (K885) в медиальной префронтальной коре (mPFC), что означает, что лактация K885 Способность ацилирования разрушается.

Согласно наблюдению, плотность пресинаптических везикул у этих мутантных мышей аномально снизилась (рис. 2), экспрессия синаптических структурных белков была снижена, а формирование постсинаптической плотной части было аномальным, что указывает на то, что лактилирование белка SNAP91 является аномальным. При нарушении синаптическая структура и функция нарушаются.

▲Рисунок 2: Аномальное лактилирование белка SNAP91 приводит к ультраструктурным изменениям в корковых синапсах (Источник изображения: Ссылка [1])

В последующих экспериментах эти мутантные мыши все еще испытывали хронический сдерживающий стресс и впоследствии участвовали в тренировках на беговой дорожке. На этот раз ситуация была иной. Мыши, у которых произошла утрата лактилирования белка SNAP91, не подавляли тревожное поведение из-за физических упражнений (рис. 3), а активность нейронной сети mPFC также была значительно снижена. Эти данные указывают на то, что физические упражнения могут поддерживать активность кортикальных нейронов и активность нейронной сети, влияя на лактилирование белка SNAP91, тем самым оказывая противотревожное действие. Это также означает, что исследование обнаружило путь лактилирования, участвующий в регуляции эмоциональных функций мозга. химический подход.

▲Рисунок 3. Упражнения оказывают анксиолитический эффект за счет лактилирования SNAP91 (Источник изображения: Ссылка [1])

Таким образом, это исследование раскрывает ключевой путь «метаболизм-мозг», в котором молекулы молочной кислоты, вырабатываемые тканями, стимулируемыми физическими упражнениями, могут улучшить синаптическую структуру mPFC и активность нейронов, влияя на модификацию лактилирования синаптических белков, таких как SNAP91, облегчая тревожность. подобное поведение у мышей (рис. 4). Приведенные выше результаты раскрывают новый биологический механизм молочной кислоты, энергетической молекулы, в мозге, а также дают основу для дальнейших исследований негистоновых модификаций лактилирования в нервной ткани.

Что касается будущих исследований, исследователь Чжан Чжан сказал, что более важным вопросом является выяснение того, связана ли трансформация метаболического паттерна в определенных местах нервной ткани (нейроны, глиальные клетки и т. д.) с модификацией лактилирования и ее последующими молекулярными путями, чтобы Создать модель механизма метаболизма и функционирования мозга в двух измерениях: пространстве и времени.

▲Рисунок 4: Модель борьбы с тревогой с помощью упражнений и лактилирования (источник изображения: ссылка [1])

Исследователь Чжан Чжан — независимый автор-корреспондент этой статьи; выпускник докторантуры Цзинаньского университета Янь Лань и докторант Ван Яцзе — соавторы статьи. Диссертационная работа была поддержана академиком Су Гохуэй из Цзинаньского университета и завершена Ключевой лабораторией центральной нервной регенерации Министерства образования Цзинаньского университета.

Исследовательская группа Чжан Чжана занимается научной проблемой «периферийно-центрального механизма упражнений, улучшающих функцию мозга» и с 2019 года добилась ряда результатов. Репрезентативная работа включает в себя: (1) Выявление периферических факторов, которые улучшают функцию мозга посредством физических упражнений, открытие S-аденозилметионина, кластерина и других факторов из печени, жировой и других тканей, а также выяснение их улучшения эмоций, познания и другого поведения. Эффект(Достижения науки 2023; Отчеты по ячейкам 2023; Передовая наука 2022 и т. д.); (2) Выяснить молекулярный механизм, с помощью которого упражнения улучшают синаптическую структуру и функцию, показав, что упражнения стимулируют периферические факторы, активируя путь mTOR и модификацию лактилирования белка в мозге, способствуя синаптической структуре и функциональному ремоделированию, а также облегчая эмоции и механизм когнитивных нарушений (Клеточный метаболизм 2024; Природа Коммуникации 2024; Достижения науки 2019 и т. д.); (3) Проанализировать механизм, с помощью которого периферические факторы улучшают функцию мозга, и обнаружить механизм, с помощью которого периферические факторы, выделяемые организмом под воздействием окружающей среды, влияют на эмоциональное и социальное поведение путем регулирования нейронных цепей в коре головного мозга, миндалевидном теле. и другие области мозга (Национальное научное обозрение 2023; Биология коммуникаций 2023; Молекулярная психиатрия 2021 и др.).

Ссылки: