“四肢发达,头脑简单”被推翻!运动让神经元翻3倍扭转认知衰退

昨日下午 , 冬奥会的第8天 , 中国赢来第四个金色冰墩墩!高亭宇斩获速度滑冰男子500米比赛金牌 , 并以34秒32的成绩破奥运纪录!
“四肢发达,头脑简单”被推翻!运动让神经元翻3倍扭转认知衰退
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随着冬奥会的热烈举行 , “生命在于运动”这一理念再次深入人心 。 运动 , 作为一个成本极低的保持身体健康的手段 , 早已随着“夜跑打卡”、“广场舞”、“人人举铁”等全民现象普及开来 。
那么 , 运动带来的“福利”仅限于身体健康吗?并不!运的好处远不止此——爱运动的人还可能比其他人聪明!
近年来科学家发现 , 运动会促进大脑的发育 , 众多的实验结果显示 , 运动导致大脑中的海马区域神经生成或创建新的神经元 , 而海马对于学习、记忆和情绪调节起着至关重要的作用 。 那么问题来了 , 运动是如何促进神经元发生的呢?
早在上世纪90年代 , 美国的研究人员就有了开创性发现:小白鼠的滚轮运动会增加其大脑的海马神经元 , 这个过程与一种名为脑源性神经营养因子(BDNF)的蛋白质产生有关 。
当研究人员往培养皿内的神经细胞上“撒些”BDNF , 细胞就会自发地形成新的分支 。 BDNF的分泌量越多 , 神经元之间的连接越强 , 大脑突触才可能织就更多、更强的神经网络 , 让我们的大脑更强大 。
“四肢发达,头脑简单”被推翻!运动让神经元翻3倍扭转认知衰退
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BDNF通过多种机制进行突触可塑性 。 (图片来源:ResearchGate.com)
随后的几十年里 , 运动促进大脑神经元的不同激活途径逐渐被发现 , 包括组织蛋白酶B、血小板因子4和血管内皮生长因子等 , 但BDNF仍被认为效果最为显著 。 然而新年伊始 , 它的“霸主”地位受到了挑战 。
近日 , 我国学者侯圣陶/卓展等联合多团队发表在CellMetabolism的文章再次向“运动如何促进神经发生”这一疑问提供了新的见解 。
作者认为 , 运动过程中产生的含硒蛋白质 , 是帮助大脑长出新神经元的关键 , 人类也许可以利用膳食补充硒元素 , 来扭转由于衰老和脑损伤导致的认知衰退 。
“四肢发达,头脑简单”被推翻!运动让神经元翻3倍扭转认知衰退
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“四肢发达,头脑简单”被推翻!运动让神经元翻3倍扭转认知衰退】(图片来源:CellMetabolism)
这一结论的产生源于作者团队几年前的一项研究 , 当时的研究人员对做滚轮运动4天的小鼠和没有运动的小鼠分别进行了血浆筛查 , 确定了68种蛋白质水平在锻炼后增加 。
其中一种名为硒蛋白P(SEPP1)的蛋白质特别引起了大家的注意——SEPP1可以将硒运输到大脑 , 其含量在啮齿动物锻炼后增加了两倍多!
既然得到锻炼的小鼠SEPP1蛋白含量发生了显著变化 , 那么硒是否就是运动后神经发生的关键因子呢?它的机制有是什么呢?研究人员决定进行更为深入的研究 。
硒是在坚果、紫薯等食物中含量丰富的一种微量元素 , 且廉价易得 。 在最新的研究中 , 他们选择了添加两种外源形式的硒——亚硒酸钠(在水和土壤中以盐的形式存在)或硒代蛋氨酸(在饮食中以氨基酸的形式存在)——到神经前体细胞(NPC , 会产生新的神经元)中 。
出人意料的是 , 在短短14天内 , 这些“神经前体细胞”的数量翻了一番!当研究人员将亚硒酸钠直接注射到小鼠的大脑中7天后 , 海马中的神经前体细胞数量也增加了三倍!
“四肢发达,头脑简单”被推翻!运动让神经元翻3倍扭转认知衰退
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硒注射增加小鼠DG中增殖前体细胞的数量 , 但对SVZ中的增殖细胞数量没有影响
LRP8是SEPP1在脑毛细血管内皮细胞上的受体 , 二者结合后 , 可以将硒转运穿过血脑屏障进入大脑 , 发挥功效 。 由此 , 研究人员构建了SEPP1或其受体缺乏的小鼠 , 发现 , 当Sepp1或Lrp8基因敲除后 , 运动了7天的小鼠的神经前体细胞却没有增加 , 这更加证实了SEPP1是运动制造新神经元的关键 。