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En este momento, la ansiedad,depresiónSe ha convertido en un problema importante que afecta la salud mental de muchas personas. Además del uso de medicamentos para la intervención, cada vez más evidencia científica muestra que el ejercicio es un método no farmacológico eficaz para aliviar la ansiedad, por ejemplo, en modelos animales. , el ejercicio puede ayudar a restaurar la red nerviosa, al mismo tiempo que produce un efecto ansiolítico.

Respecto al mecanismo ansiolítico del ejercicio, actualmente existen hipótesis como la neurogénesis del adulto, los neurotransmisores monoaminérgicos y la neuroinflamación. Además, el ácido láctico producido por el ejercicio también está atrayendo la atención de los científicos. Como sustancia producida por la glucólisis en diversos tejidos bajo ejercicio de alta intensidad, el ácido láctico participa en diversos procesos reguladores moleculares. En el cerebro, algunos estudios han encontrado que el ácido láctico puede ejercer un efecto antidepresivo.Sin embargo, todavía quedan muchos misterios sin resolver sobre el mecanismo ansiolítico del ácido láctico. Por ejemplo, si el ácido láctico producido después del ejercicio puede afectar al cerebro.proteínaEl proceso de modificación de la lactilación y alteración del comportamiento similar a la ansiedad aún no está claro.

Fuente de la imagen:123RF

19 de agosto de 2024, Instituto de Investigación de Regeneración Nerviosa Central de la Universidad de Jinan Guangdong-Hong Kong-MacaotensiónEl grupo de investigación, en "Metabolismo celular" (Metabolismo celular) revista publicada en línea titulada "El ejercicio físico media la lactilación de proteínas sinápticas corticales para mejorar la resiliencia al estrés"artículo, resultados de la investigaciónLas moléculas de ácido láctico producidas después del ejercicio pueden mejorar la estructura y función sinápticas al mejorar la modificación de lactilación de proteínas sinápticas específicas en la corteza, aliviando así los comportamientos de ansiedad causados ​​por el estrés.. El investigador Zhang Zhang señaló que centrándose en la modificación de la lactilación de una serie de proteínas sinápticas, podría ser posibleenfermedad mentalProporciona asistencia en el diagnóstico y predicción de la eficacia.

En este estudio, los autores utilizaron por primera vez el estrés crónico de inmovilización para construir un lote de modelos de ratones que desarrollaron comportamientos similares a los de la ansiedad. Luego, los autores pidieron a los ratones que participaran en ejercicio en cinta rodante durante 14 días para aumentar los niveles de ácido láctico en el sistema circulatorio y el cerebro de los ratones. Después del experimento, los autores también obtuvieron tejido cerebral de ratones y realizaron análisis proteómicos cuantitativos basados ​​en la modificación de la lactilación en muestras de proteínas de la corteza prefrontal.

Los resultados muestran,Una intervención de ejercicio en cinta rodante de 14 días no solo evitó comportamientos similares a la ansiedad en ratones, sino que también cambió significativamente los niveles de lactilación de múltiples proteínas relacionadas con la sinapsis., lo que llama la atención es que el nivel de lactilación de lisina de la proteína sináptica SNAP91 en la posición 885 aumenta significativamente después del ejercicio (Figura 1).

▲Figura 1: El ejercicio aumenta la lactilación de la proteína sináptica SNAP91 en la corteza (Fuente de la imagen: Referencia [1])

Para confirmar aún más el papel clave de la lactilación de SNAP91, el equipo de investigación construyó un grupo de ratones mutantes especiales en los que se mutó el sitio 885 de la proteína SNAP91 (K885) en la corteza prefrontal medial (mPFC), lo que significa que la lactancia de K885 La capacidad de acilación se destruye.

Según la observación, la densidad de las vesículas presinápticas en estos ratones mutantes disminuyó anormalmente (Figura 2), la expresión de las proteínas estructurales sinápticas se reguló negativamente y la formación de la parte densa postsináptica fue anormal, lo que indica que la lactilación de la proteína SNAP91 es Cuando se altera, la estructura y función sinápticas se ven afectadas.

▲Figura 2: La lactilación anormal de la proteína SNAP91 conduce a cambios ultraestructurales en las sinapsis corticales (Fuente de la imagen: Referencia [1])

En experimentos posteriores, estos ratones mutantes todavía experimentaron estrés crónico por inmovilización y posteriormente participaron en un entrenamiento en cinta rodante. Esta vez la situación fue diferente. Los ratones que perdieron la lactilación de la proteína SNAP91 no suprimieron los comportamientos similares a la ansiedad debido al ejercicio (Figura 3), y la actividad de la red neuronal de mPFC también se redujo significativamente. Estas evidencias indican que el ejercicio puede mantener la actividad de las neuronas corticales y la actividad de la red neuronal al afectar la lactilación de la proteína SNAP91, ejerciendo así un efecto ansiolítico. Esto también significa que el estudio ha encontrado una vía de lactilación implicada en la regulación de las funciones emocionales del cerebro. enfoque químico.

▲Figura 3: El ejercicio ejerce efectos ansiolíticos a través de la lactilación de SNAP91 (Fuente de la imagen: Referencia [1])

En resumen, este estudio revela una vía clave "metabolismo-cerebro", en la que las moléculas de ácido láctico producidas por tejidos estimulados por el ejercicio pueden mejorar la estructura sináptica de mPFC y la actividad neuronal al afectar la modificación de lactilación de proteínas sinápticas como SNAP91, aliviando la ansiedad. comportamiento similar en ratones (Figura 4). Los resultados anteriores revelan un nuevo mecanismo biológico del ácido láctico, una molécula de energía, en el cerebro, y también proporcionan una referencia para futuras investigaciones sobre las modificaciones de la lactilación no histonas en el tejido neural.

Para futuras investigaciones, el investigador Zhang Zhang dijo que una cuestión más importante es aclarar si la transformación del patrón metabólico en lugares específicos del tejido neural (neuronas, células gliales, etc.) está relacionada con la modificación de la lactilación y sus vías moleculares posteriores, para así Establecer un modelo de mecanismo de metabolismo y función cerebral en dos dimensiones: espacio y tiempo.

▲Figura 4: Modelo ansiolítico de lactilación con ejercicio (fuente de la imagen: referencia [1])

El investigador Zhang Zhang es el autor correspondiente independiente de este artículo; el doctorado de la Universidad de Jinan, Yan Lan, y el estudiante de doctorado Wang Yajie son los coautores del artículo. El trabajo de tesis contó con el apoyo del académico Su Guohui de la Universidad de Jinan y fue completado por el Laboratorio Clave de Regeneración Nerviosa Central del Ministerio de Educación de la Universidad de Jinan.

El grupo de investigación de Zhang Zhang se centra en la cuestión científica del "mecanismo periférico-central del ejercicio que mejora la función cerebral" y ha logrado una serie de resultados desde 2019. El trabajo representativo incluye: (1) Identificación de factores periféricos que mejoran la función cerebral mediante el ejercicio, descubrimiento de S-adenosilmetionina, clusterina y otros factores del hígado, grasa y otros tejidos, y dilucidación de su mejora en las emociones, la cognición y otros comportamientos Efecto(Avances científicos 2023; Informes de celdas 2023; Ciencia avanzada 2022, etc.); (2) dilucidar el mecanismo molecular por el cual el ejercicio mejora la estructura y función sináptica, revelando que el ejercicio estimula factores periféricos activando la vía mTOR y la modificación de la lactilación de proteínas en el cerebro, promoviendo la estructura sináptica y la remodelación funcional, y aliviando. emociones y el mecanismo del deterioro cognitivo (Metabolismo celular 2024; Comunicaciones de la naturaleza 2024; Avances científicos 2019, etc.); (3) Analizar el mecanismo del circuito por el cual los factores periféricos mejoran la función cerebral y descubrir el mecanismo por el cual los factores periféricos secretados por el cuerpo bajo intervención ambiental afectan los comportamientos emocionales y sociales al regular los circuitos neuronales en la corteza y la amígdala. y otras áreas del cerebro (Revista Nacional de Ciencias 2023; Biología de las comunicaciones 2023; Psiquiatría molecular 2021, etc.).

Referencias: