Cell：锻炼可清除对大脑有害的血液物质

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锻炼身体对人体的健康有许多的有益影响，包括防止压力诱导的抑郁症。然而，直到现在对于介导这一保护性效应的机制还并不清楚。在一项小鼠新研究中，瑞典卡罗林斯卡研究所(Karolinska Institutet)的研究人员证实，运动锻炼可引起骨骼肌发生改变，清除压力过程中累积的一种对大脑有害的血液物质。这一研究发表在著名期刊《细胞》（Cell）上。

卡罗林斯卡研究所神经科学系研究人员Mia Lindskog说：“在神经生物学方面，我们实际上仍然并不了解抑郁症是什么。我们的研究描绘了这一谜题中的另一块拼图。我们提供了一种解释，即锻炼身体引起的保护性生化改变阻止了压力过程中大脑受损。”

众所周知，骨骼肌中的PGC-1α1蛋白随身体锻炼而增加，介导了与体力活动相关的有益肌肉调节。在这项研究中，研究人员证实骨骼肌中高水平表达PGC-1α1的转基因小鼠显示许多肌肉获得良好锻炼的特征，即便它们根本没有锻炼。

他们将这些小鼠和正常的对照小鼠暴露于一种如噪音、闪光灯和不规律昼夜节律颠倒的压力环境中。在经历轻微压力5周后，正常小鼠形成了抑郁行为，而转基因小鼠则没有任何的抑郁症状。

“我们最初的研究假设是，锻炼过的肌肉会产生一种对大脑有益的物质。而实际上我们发现恰恰相反：受过良好训练的肌肉生成了一种酶，可以清除机体的有害物质。因此在这种情况下，肌肉的功能可让人联想起肝或肾，”瑞典卡罗林斯卡研究所生理学和药理学系首席研究员Jorge Ruas说。

研究人员发现，肌肉中PGC-1α1水平较高的小鼠也具有较高水平的KAT酶。KATs将压力过程中形成的一种物质犬尿氨酸（kynurenine）转化为了一种无法从血液传送至大脑的物质犬尿酸（kynurenic acid）。尽管尚不清楚犬尿氨酸的确切功能，在精神病患者中可以检测到高水平的犬尿氨酸。

在这项研究中，研究人员证实当给予正常小鼠犬尿氨酸时，它们显示抑郁行为，而肌肉中PGC-1α1水平升高的小鼠则不受影响。事实上，因为在受过良好锻炼的肌肉中KAT酶将犬尿氨酸迅速转化为犬尿酸，引发了一种保护机制，这些动物从不显示血液犬尿氨酸水平增高。

“这项工作有可能为抑郁症治疗开创了一个新的药理法则：尝试去影响骨骼肌的功能，而非直接靶向大脑。骨骼肌似乎发挥了一种解毒作用，当它激活时，可以保护大脑免于损伤及相关的精神疾病，”Jorge Ruas说。

抑郁症是一种全球常见的精神疾病。世界卫生组织（WHO）估计有超过3.5亿人受累于这一疾病。

参考文献：

Leandro Z. Agudelo, Teresa Femenía, Funda Orhan, Margareta Porsmyr-Palmertz, Michel Goiny, Vicente Martinez-Redondo,Jorge C. Correia, Manizheh Izadi, Maria Bhat, Ina Schuppe-Koistinen, Amanda T. Pettersson, Duarte M.S. Ferreira, Anna Krook,Romain Barres, Juleen R. Zierath, Sophie Erhardt, Maria Lindskog, Jorge L. Ruas. Skeletal Muscle PGC-1α1 Modulates Kynurenine Metabolism and Mediates Resilience to Stress-Induced Depression. Cell, 25 September 2014; DOI: 10.1016/j.cell.2014.07.051