高强度间歇训练改善认知功能及其机制研究进展

高强度间歇训练(high-intensity interval training,HIIT)已被证明是一种省时、高效的运动策略。与传统的中、低强度有氧运动相比,它可以提供类似甚至更好的健康效益。近年来一些研究表明,HIIT可作为一种有前途的运动康复疗法来改善肥胖、糖尿病、中风、痴呆等疾病引起的认知功能受损。因此,本文综述了HIIT通过促进脑源性神经营养因子分泌、改善氧化应激和增强线粒体适应能力、增加脑乳酸水平及利用率等机制改善认知功能的研究进展,为其预防和/或改善疾病引起的认知功能受损及推广应用提供参考和理论依据。     

有氧运动降低胰岛素抵抗小鼠海马细胞焦亡相关蛋白及炎症因子的表达

本研究通过观察高脂饮食及有氧运动干预后小鼠海马细胞焦亡及炎症相关蛋白的表达情况,探讨运动改善胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)的可能机制。选取6周龄C57BL/6J雄性小鼠38只,随机以正常饮食(n=12)或高脂饮食(n=26)喂养12周后进行葡萄糖和胰岛素耐量实验,根据结果将小鼠分为对照组(n=12)、IR组(n=10)和IR有氧运动组(n=10)。IR有氧运动组进行12周的渐增跑台训练。干预结束后麻醉处死小鼠并剥离海马组织,提取蛋白进行Western blot实验,检测细胞焦亡及炎症相关蛋白的表达情况。结果显示:(1)与对照组相比,IR小鼠海马NFκB,炎症小体相关蛋白Nod样受体蛋白3 (Nod-like receptor protein 3, NLRP3)、斑点样蛋白(apoptosis-associated speck-like protein containing CARD, ASC),细胞焦亡相关蛋白proCaspase-1、gasdermin D (GSDMD)、GSDMD-N及炎症因子IL-1β、IL-18均显著升高,而炎症小体相关蛋白NIMA相关蛋白激酶7 (NIMA-related kinase 7, NEK7)及焦亡相关蛋白Caspase-1有升高趋势,但无显著差异。(2)与IR组相比,渐增跑台训练能够显著降低IR小鼠海马NFκB、NLRP3、NEK7、ASC、pro-Caspase-1、GSDMD、GSDMD-N、IL-1β、IL-18的表达。以上结果提示,12周渐增跑台训练能够显著降低IR小鼠海马焦亡相关蛋白及炎症因子表达,抑制细胞焦亡。     

运动改善阿尔茨海默病的酮体相关机制研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种多发于老年人群的神经退行性疾病,目前尚无有效治疗AD的药物,而酮体和运动能够为大脑提供保护作用,有效延缓AD的病理进程。β-羟基丁酸(β-hydroxybutyrate,BHB)作为哺乳动物体内含量最高的酮体,不仅可以作为一种替代能源物质,也能作为信号分子发挥作用。运动后大脑中BHB的增加还可以促进脑源性神经营养因子(BDNF)的表达,在改善AD患者认知和记忆力方面有着重要的意义。运动改善AD的酮体相关机制还不清楚,该文总结了BHB和运动对AD影响的最新研究进展,旨在从运动–酮体的角度为预防、缓解和治疗AD提供一种新的思考。     

有氧运动激活肥胖大鼠前额叶PPARγ-PI3K-Akt通路并促进神经可塑性相关蛋白表达

采用高脂饮食建立肥胖大鼠模型,使用Western印迹检测大鼠前额叶PPARγ- PI3K-Akt通路及神经可塑性相关蛋白质表达,明确高脂饮食诱导肥胖后对大鼠前额叶神经可塑性影响及观察有氧运动的调节作用。结果表明,与对照组（CS）相比,高脂饮食肥胖大鼠（OS）前额叶过氧化物酶体增殖剂激活受体（PPARγ）（0.46±0.07 vs. 0.81±0.09, P<0.01）、p-PI3K/PI3K（0.21±0.04 vs. 0.36±0.03, P<0.05）与p-Akt/Akt（0.22±0.04 vs. 0.33±0.05, P<0.05）比值、脑源性神经生长因子（BDNF）（0.71±0.08 vs. 1.06±0.10, P<0.01）及突触素（SYN）（0.18±0.03 vs. 0.36±0.03, P<0.01）表达均显著下降;凋亡相关蛋白质胱天蛋白酶9（0.37±0.05 vs. 0.18±0.01, P<0.01）表达及Bax/Bcl-2（2.95±0.73 vs. 0.94±0.18, P<0.01）比值显著升高。有氧运动后,与安静肥胖组(OS)相比,肥胖运动组(OE)大鼠前额叶PPARγ（0.65±0.11 vs. 0.46±0.07, P<0.05）、p-PI3K/PI3K（0.33±0.06 vs. 0.21±1.04, P<0.05）与p-Akt/Akt（0.31±0.05 vs. 0.22±0.04, P<0.05）比值显著上调;胱天蛋白酶9（0.22±0.04 vs. 0.37±0.05, P<0.05）及Bax/Bcl-2（1.74±0.43 vs. 2.95±0.43 P<0.05）比值显著下调。但是,BDNF（0.92±0.16 vs. 0.71±0.08）及SYN（0.30±0.04 vs. 0.18±0.03）表达无显著差异。结果提示,高脂饮食可导致肥胖大鼠前额叶神经可塑性相关蛋白质表达下降,其机制可能与神经细胞凋亡的发生有关。有氧运动可通过激活PPAR-γ-PI3K-Akt通路途径抑制细胞凋亡的发生,促进神经可塑性相关蛋白质的表达。     

抗阻运动对胰岛素抵抗小鼠海马内焦亡相关蛋白的影响*

目的: 探讨胰岛素抵抗小鼠海马内焦亡相关蛋白的变化,以及抗阻训练对海马内焦亡相关蛋白的调节作用。方法: 6周龄C57BL/6J雄性小鼠随机分为对照组(C, n=12)和高脂膳食组(HFD, n=26)分别进行普通膳食或高脂膳食喂养12周。随后根据葡萄糖耐量实验(GTT)和胰岛素耐量实验(ITT)的结果,将HFD组分为胰岛素抵抗组(IR, n=10)和抗阻运动组(RT, n=10),维持高脂膳食喂养同时RT组小鼠进行抗阻训练。12周后,全部小鼠麻醉后处死,取脑并剥离出海马组织,通过Western blot检测焦亡相关蛋白的表达。结果: 与C组相比,IR组小鼠海马内NF-κB、NLRP3炎症小体、下游焦亡相关蛋白GSDMD-N和GSDMD以及炎症因子IL-1β和IL-18的蛋白表达量显著性上升(P＜0.05),SIRT1蛋白表达量以及p-AMPK蛋白水平显著性下降(P＜0.05);与IR组相比,RT组小鼠海马内NF-κB、NLRP3炎症小体、下游焦亡相关蛋白GSDMD-N和GSDMD以及炎症因子IL-1β和IL-18的蛋白表达量显著性下降(P＜0.05),SIRT1蛋白表达量以及p-AMPK蛋白水平显著性上升(P＜0.01)。结论: 胰岛素抵抗小鼠海马内NLRP3炎症小体被激活,介导海马内发生细胞焦亡;经过12周的抗阻运动可有效抑制NLRP3炎症小体激活,改善海马内细胞焦亡和炎症状态。     

血管性认知障碍发病机制的研究进展

进入21世纪以来,人口老龄化正成为发达和发展中国家共同面临的困境,老龄人口相伴随的认知障碍也成为重大的社会和医学问题之一。尤其是血管性认知障碍(VCI)已是21世纪发展最快的危害人类健康的脑疾病。但其发病机制一直未能完全阐明,因此临床上缺乏针对性靶点治疗手段和干预措施。本文通过近些年文献研究对VCI发病机制进行梳理,发现一些代谢性疾病、遗传病及不良生活习惯是导致VCI的诱因,如高血压、糖尿病、高血脂症、心房纤维性颤动和高同型半胱氨酸血症等。急慢性脑缺血所导致的缺血性脑组织损伤是诱发VCI的主要原因,这种损伤包括灰质内神经元死亡和白质损伤病变。在对VCI发病的分子生物学机制研究中,发现线粒体氧化应激、内质网应激及其诱导的细胞凋亡可能是VCI发生的重要的内在机制。另外,一些脑组织缺血模型的动物实验研究中,发现大鼠海马内发生了表观遗传修饰的改变,这一研究可能为VCI的防治提供新的思路。以往这些研究或为VCI的靶点干预提供重要参考价值。     

糖皮质激素快速抑制高钾离子诱导嗜铬细胞瘤细胞内游离钙浓度升高的作用及其特征

本研究应用钙离子特异荧光指示剂Fura-2/AM,使用Miracal影像系统(Miracal Image System)检测了糖皮质激素对高钾离子升高嗜铬细胞瘤细胞(PC12细胞)内游离钙浓度([Ca2+]i)作用的影响.结果表明:(1)皮质酮抑制高钾离子诱导PC12细胞[Ca2+]i升高与其预处理细胞时间的长短有关,预处理3 min时,皮质酮开始产生抑制作用;预处理5 min时,其呈现的抑制作用最强;预处理25 min时,抑制作用基本消失.(2)皮质酮在10-8～10-5 mol/L范围内时可呈剂量-效应关系,抑制高钾离子诱导的PC12细胞[Ca2+]i升高,皮质酮浓度为10-5 mol/L时,其产生的抑制作用最大;在10-9mol/L时抑制作用不明显.(3)其它甾体激素如皮质醇、地塞米松、孕酮、雌二醇、睾酮、醛固酮在浓度为10-5 mol/L时,也能抑制高钾离子引起的PC12细胞[Ca2+]i升高,但在同一浓度时作用强度有所不同.胆固醇浓度为10-5 mol/L时,对高钾离子诱导PC12细胞钙浓度升高没有抑制作用.在同一浓度时它们的作用强度顺序大致为:孕酮=皮质醇＞地塞米松＞睾酮＞醛固酮=雌二醇＞＞胆固醇.(4)在皮质酮浓度为10-5mol/L时不能抑制由细胞外无钙到有钙过程引起的PC12细胞[Ca2+]i升高.     

高脂膳食对肥胖易感和肥胖抵抗大鼠学习记忆能力的影响及机制北大核心CSCD

经过长期的高脂膳食后并非所有个体都会发生肥胖,还有些个体会产生肥胖抵抗现象。高脂膳食影响海马依赖的学习记忆等认知功能已被广泛证实,但目前关于高脂膳食对肥胖抵抗个体学习记忆能力影响的研究仍较少见。本文旨在对比研究高脂膳食对肥胖易感(obesity-prone,OP)和肥胖抵抗(obesity-resistant,OR)大鼠空间学习记忆能力的影响,并探讨其潜在的可能机制。Morris水迷宫结果显示,肥胖易感大鼠的学习能力显著低于对照大鼠和肥胖抵抗大鼠,但3组大鼠的记忆功能无显著性差异。Western印迹结果显示,与对照组相比,肥胖易感和肥胖抵抗大鼠海马内脑源性神经营养因子(BDNF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)和突触素(SYN)的含量均显著降低,丙二醛(MDA)和白介素1β(IL-1β)的含量均显著升高;且肥胖易感大鼠海马内上述蛋白质含量的变化更明显。免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜扫描结果均显示,肥胖易感大鼠的海马神经发生水平显著低于肥胖抵抗大鼠和对照大鼠,但肥胖抵抗大鼠的海马神经发生水平与对照大鼠相比未见显著性变化。这些结果提示,高脂膳食可能是通过降低海马内突触可塑相关蛋白质的表达和神经发生,以及加剧炎症反应来损害肥胖易感大鼠的空间学习能力,而对肥胖抵抗大鼠的学习记忆能力影响不显著。     

高脂膳食对肥胖易感和肥胖抵抗大鼠学习记忆能力的影响及机制

经过长期的高脂膳食后并非所有个体都会发生肥胖,还有些个体会产生肥胖抵抗现象。高脂膳食影响海马依赖的学习记忆等认知功能已被广泛证实,但目前关于高脂膳食对肥胖抵抗个体学习记忆能力影响的研究仍较少见。本文旨在对比研究高脂膳食对肥胖易感（obesity-prone, OP）和肥胖抵抗（obesity-resistant, OR）大鼠空间学习记忆能力的影响,并探讨其潜在的可能机制。Morris水迷宫结果显示,肥胖易感大鼠的学习能力显著低于对照大鼠和肥胖抵抗大鼠,但3组大鼠的记忆功能无显著性差异。Western印迹结果显示,与对照组相比,肥胖易感和肥胖抵抗大鼠海马内脑源性神经营养因子(BDNF)、血管内皮细胞生长因子(VEGF)和突触素(SYN)的含量均显著降低,丙二醛(MDA)和白介素1β(IL-1β)的含量均显著升高;且肥胖易感大鼠海马内上述蛋白质含量的变化更明显。免疫荧光染色和激光共聚焦显微镜扫描结果均显示,肥胖易感大鼠的海马神经发生水平显著低于肥胖抵抗大鼠和对照大鼠,但肥胖抵抗大鼠的海马神经发生水平与对照大鼠相比未见显著性变化。这些结果提示,高脂膳食可能是通过降低海马内突触可塑相关蛋白质的表达和神经发生,以及加剧炎症反应来损害肥胖易感大鼠的空间学习能力,而对肥胖抵抗大鼠的学习记忆能力影响不显著。     

甲烷抗炎、抗氧化和抗凋亡生物学效应的研究进展

甲烷(CH_4)是结构最简单的碳氢化合物,之前认为只有哺乳动物的口腔和胃肠道中的产甲烷菌才能生成CH_4。但是近年来研究显示,动物体内的胆碱及其代谢物也能分解或转变成CH_4,这种内源性CH_4具有保护细胞膜免受活性氧(reactive oxygen species,ROS)的攻击以及促进细胞膜修复的作用。此外,外源性CH_4具有较强的抗炎、抗氧化、抗凋亡的生物学效应,提高脑、心脏、肝脏等多种组织器官的抗氧化能力,减轻其氧化应激损伤和炎症损伤的程度,对多种临床疾病的治疗具有研究和应用价值。因此,本文综述近年来CH_4在哺乳动物体内的合成代谢及其抗炎、抗氧化和抗凋亡的生物学功能方面的最新研究进展,为预防和治疗氧化应激相关疾病的研究提供新的治疗策略和切入点。