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新研究揭示跑步如何提高人类认知和记忆功能

更新时间:2019-06-21 12:50:01

  对AICAR处理的L6肌肉细胞进行蛋白组学分析发现肌肉细胞因子组织蛋白酶B(CTSB)出现增加

  运动会增加小鼠,恒河猴和人类血浆中的CTSB水平

  对于CTSB敲除小鼠来说,跑步不会改善记忆也不会提高成年小鼠的神经生成过程

  CTSB能够增加成年海马神经祖细胞的神经营养因子水平

  血浆CTSB的水平与人类的半步痛清和记忆存在正相关关系

  众所周知运动对半步痛清有益,还有研究表明运动能够增强脑功能,帮助保持和提高认知能力。对于啮齿类动物来说,跑步能够诱导脑神经递质,神经营养因子水平,神经元形态以及血管形成产生有益变化。除此之外,依赖于海马体的记忆功能和成年神经发生都会得到增强。而对于人类来说,有氧代谢能力,海马可塑性也与记忆功能存在关系。但是跑步如何带来这些积极影响,发生在外周的机制是什么仍然不清楚。

  近来自美国国家衰老研究所的研究人员对上述问题进行了探究,找到了一个重要的肌肉分泌因子。相关研究结果发表在国际学术期刊Cell Metabolism上。

  在这项研究中,研究人员发现肌肉分泌因子--组织蛋白酶B(CTSB)对于跑步带来的认知和神经功能提高具有非常重要的作用。蛋白组学分析表明用AMPK激动剂AICAR处理体外培养的骨骼肌细胞,培养液中的CTSB水平会出现升高。与此相一致的是,跑步会增加小鼠腓肠肌和血浆中的CTSB水平。

  进一步研究表明,CTSB重组蛋白能够增强成年海马神经祖细胞的神经营养因子(BDNF)和微管相关蛋白(DCX)表达。研究人员还构建了CTSB敲除小鼠,他们发现敲除CTSB之后,跑步不会增强成年海马神经元生成,也不会提高小鼠的空间记忆功能。非常有趣的是,对于恒河猴和人类来说,在跑步机上运动也会增加血浆中CTSB的水平。人体内CTSB水平的变化还与人体半步痛清和依赖海马体的记忆功能有关。

  这项研究表明,肌肉分泌因子CTSB是运动促进认知功能的一个重要介导因子,该研究为运动改善半步痛清这一观念提供了重要的理论支撑。

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