BDNF介导运动对脑高级功能——学习记忆能力的促进作用

对BDNF在运动促进学习记忆能力过程中的作用进行综述，并探讨其可能的机制。研究认为，体育运动有助于学习记忆能力的提高，其机制之一可能是运动加强海马等与学习记忆相关脑区BDNF mRNA表达，使BDNF含量增加。BDNF在学习记忆过程中起重要的调控作用。BDNF主要作用于TrkB受体，可能经MAPK和IP3-K信号途径，易化神经递质合成与释放，增强突触传递效能，从而对学习记忆起到促进作用。     

运动对脑源性神经营养因子mRNA表达的影响

运动刺激可诱导脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophie factor BDNF)mRNA表达上调,BDNF分泌增多。可促进脑损伤后的恢复、提高抑郁症的治疗效果、预防老年痴呆和增强记忆。     

运动与脑源性神经营养因子的研究进展

为了解运动对脑源性神经营养因子（BDNF）的影响，采用文献资料法论述了BDNF的结构与生物学特性，综述了国内外有关运动与BDNF关系的研究进展及该领域研究中存在的一些问题。结果表明：无论是规律性有氧运动，还是短时间急性运动都可以诱导BNDF的释放进而有利于增强神经系统的运动健康效应。     

一氧化氮与运动和学习记忆的关系研究新进展

采用文献综述法,概述了一氧化氮和一氧化氮合酶的生化特征、亚型,一氧化氮作为逆行信使对海马突触效应的长时程增强(LTP)的作用、海马一氧化氮在运动训练中的变化以及对学习记忆影响等方面的研究进展,以期在分子水平上为运动促进学习记忆能力提高提供一些参考.     

运动疲劳大鼠可能通过海马LTP抑制及CaN蛋白表达增多降低学习记忆功能

目的:通过观察运动疲劳对大鼠学习记忆、海马CA1区长时程增强(LTP)效应和钙神经素(CaN)蛋白表达的影响,探讨运动疲劳影响学习记忆功能的生理机制.方法:32只健康雄性8周鼠龄SD大鼠,随机分为安静对照组(CG)和运动疲劳组(FG),每组16只.运动疲劳组做连续7天递增负荷跑台运动,每天运动至力竭,对照组不加干预.7天建模结束后,运用避暗穿梭实验检测2组大鼠学习记忆能力,并分别采用在体脑立体定位—神经电生理方法观察海马CA1区LTP效应和免疫组织化学方法观察大鼠海马CA1区CaN蛋白表达水平.结果:与CG大鼠相比,FG大鼠避暗潜伏期缩短,错误次数增加,日差异显著(P＜0.01);最大场兴奋性突出后电位(fEPSP)的平均幅值FG大鼠(113.81％±2.36％)较CG大鼠(129.31％±2.38％)显著降低(P＜0.01);FG大鼠CaN蛋白表达也较对照组显著上调(P＜0.01).结论:运动疲劳可降低大鼠学习记忆能力,抑制海马CA1区LTP效应,上调CaN蛋白表达.提示:运动疲劳降低大鼠学习记忆功能的生理机制可能与海马CA1区LTP抑制及CaN蛋白表达增多有关.     

运动对成长期骨骼肌神经营养因子水平的影响

目的:肌源性神经营养因子(neurotrophins,NTs)对神经肌肉接头(neuromuscular junc-tion,NMJ)的正常发育起重要作用,旨在分析NTs在成长期(离乳-性成熟)骨骼肌的蛋白水平特征,了解其在NMJ发育中的作用及运动干预的影响。方法:对3周龄SD雄性大鼠分别进行运动增强(跑台运动)和运动减弱(尾部悬吊)干预,测定并比较正常发育及运动干预下几种NTs蛋白水平的差异。结果:NT-3和BDNF蛋白水平在大鼠3～4周龄和5～8周龄各有一次峰值,NT-4蛋白水平不具备这一时间特征;运动组NT-4以及NT-3和BDNF在3～5周龄的蛋白水平高于对照组,悬吊组则低于对照组。结论:NT-3和BDNF对NMJ在出生后早期和青春期的正常发育起重要诱导作用。NT-4则主要与NMJ神经肌肉活动依赖性功能发育有关;运动训练可以在成长期促进NT-4以及出生后早期NT-3和BDNF蛋白水平的升高,从而促进NMJ发育成熟。     

有氧运动对大鼠海马神经元BDNF表达的影响

本文意在通过观察适宜游泳运动后大鼠海马脑源性神经营养因子(BDNF)表达的变化,探讨有氧运动促进大脑健康的神经生物学机制。研究将24只SD大鼠随机分为对照组和运动组,运动组又分为3,7,12天三个亚组。采用SABC免疫组化染色法观察分析海马CA1区神经元BDNF阳性表达的数量。结果表明CG大鼠海马有BDNF阳性细胞的蛋白表达,并以神经元表达为主。与CG相比,7SG大鼠海马CA1区BDNF阳性细胞数量增加达显著水平(P<0.05),12SG大鼠海马CA1区BDNF阳性细胞数量增加达极显著水平(P<0.01)。因此,适量的有氧运动可增加BDNF的表达,促进大脑神经可塑性。     

脑源性神经营养因子（BDNF）与运动性脊髓损伤

目前,有关运动性脊髓损伤的研究尚不充分,而且对其损伤机制和治疗方法也没有取得较好的研究进展。随着研究的深入,发现脑源性神经营养因子（BDNF）对促进神经元的存活、受损轴突和神经的再生发挥着重要作用。BDNF转基因疗法将给运动性脊髓损伤的修复和治疗带来巨大的潜力。文章通过分析BDNF及其受体的生物学特性、运动性脊髓损伤的病理特征,为制定运动性脊髓损伤的BDNF基因治疗提供理论基础。     

跑台运动对去卵巢应激大鼠行为学改变及前额叶皮质单胺类神经递质水平和BDNF表达的影响

目的观察4周跑台运动对慢性应激致去卵巢大鼠抑郁、焦虑行为及空间学习记忆能力和前额叶皮质(Prefrontal Cortex,PFC)单胺类神经递质水平及脑源性神经营养因子(Brain-Derived Neurotrophic Factor,BDNF)表达的影响。方法 40只SD大鼠随机分为假手术组、去卵巢组、去卵巢应激组及去卵巢应激运动组,除了假手术组大鼠,其余3组大鼠采用卵巢摘除建立大鼠围绝经期模型,再通过慢性不可预知性应激(chronic unpredictable stress,CUMS)建立抑郁模型,同时,应激运动组大鼠进行4周跑台运动。运动及应激结束后通过旷场实验、高架迷宫实验、明暗箱探索实验及水迷宫实验等方法测试大鼠行为学指标变化,采用高效液相-电化学检测法检测前额叶皮质去甲肾上腺素(norepinephrine,NE)、多巴胺(dopamine,DA)及5-羟色胺(5-hydroxy trptamine,5-HT)的含量,用免疫组织化学结合图像半定量方法对前额叶皮质BDNF神经元的数量、面积进行测量和分析。结果卵巢摘除及慢性不可预知应激增强了大鼠的抑郁行为及焦虑行为,学习记忆能力下降,行为学表现为旷场试验中大鼠穿越格数及直立次数均显著减少,高架迷宫实验中OE%、OT%及(开放臂+闭合臂)均显著下降,明暗箱实验中大鼠明箱时间缩短,水迷宫实验中学习记忆能力下降;血清皮质醇(cortisol,Cort)水平增加,前额叶皮质单胺类神经递质DA、NE、5-HT含量均显著下降,BDNF表达减弱。而长期跑台运动可以显著改善去卵巢抑郁模型大鼠的抑郁样行为及增强学习记忆能力,血清Cort水平下降,前额叶皮质单胺类神经递质DA、NE、5-HT含量增加,BDNF表达增强。结论跑台运动可改善去卵巢抑郁模型大鼠的抑郁及焦虑行为,增强大鼠学习记忆能力,机理可能与长期跑台运动降低去卵巢抑郁大鼠Cort水平、拮抗HPA轴功能亢进、上调前额叶皮质BDNF的表达、有效调整中枢神经递质紊乱有关。     

适量运动对大鼠海马神经元脑源性神经营养因子表达的影响

通过观察适宜游泳运动后大鼠海马脑源性神经营养因子(BDNF)表达的变化,探讨运动促进脑健康的神经生物学机制.结果发现, CG大鼠海马有BDNF阳性细胞的蛋白表达,并以神经元表达为主.与CG相比,7SG和12SG大鼠海马CA1区BDNF阳性神经细胞数量均较CG显著或达极显著增加(P<0.05,P<0.01),且12SG较3SG显著增加(P<0.05).从本实验结果证实,适量运动可增加BDNF的表达,促进脑神经功能的可塑性.     

Response of brain-derived neurotrophic factor to combining cognitive and physical exercise

Purpose: Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) is well known for its potential to promote brain plasticity. It has been proposed that combining cognitive and physical exercise (CCPE) may have the potential to generate more synergistic benefits in cognitive function than either cognitive exercise (CE) or physical exercise (PE) alone. The purpose of this study was to examine acute responses of peripheral BDNF levels and cognitive performance to CE, PE, and CCPE.

Methods: Thirteen healthy adult men participated in four experimental sessions; a 30-min CE, a 30-min cycling PE at an intensity of 60% peak oxygen uptake, a 30-min CCPE at the same intensity as PE, and a 30-min session of complete rest. Plasma BDNF levels and cognitive performance were measured before and after each session.

Results: Both PE and CCPE significantly increased plasma BDNF levels (p?p?≥?.05), and there was no significant difference in peripheral BDNF levels between PE and CCPE (p?≥?.05). No session induced a significant change in cognitive performance (p?≥?.05).

Conclusions: Our study suggests that CE and PE have different responses of peripheral BDNF levels and that CCPE had no additional or synergistic effect on peripheral BDNF levels compared with PE alone. This study offers further insights into the potential mechanisms underlying the respective roles of CE, PE, and CCPE for peripheral BDNF levels and cognitive performance.     

适宜运动训练对反复心理应激大鼠海马脑源性神经营养因子的 影响

目的:探讨适宜运动训练对心理应激大鼠海马脑源性神经营养因子(BDNF)水平的影响.方法:对SD大鼠进行为期8周,每次60min的游泳运动训练,并在运动后期施加2周的心理应激,测定大鼠海马CA1区脑源性神经营养因子(BDNF)积分光密度、平均光密度、阳性物面积,面密度、阳性细胞数、数密度水平变化.结果:(1)经过2周心理应激后,心理应激绀大鼠海马CA1区脑源性神经营养因子(BDNF)积分光密度、平均光密度、阳性物面积,面密度、阳性细胞数、数密度水平显著低于对照组;(2)经过8周运动训练后,运动组人鼠海马CA1区脑源性神经营养因子(BDNF)积分光密度、平均光密度、阳性物面积,面密度、阳性细胞数、数密度水平显著高于对照组;同时运动+心理应激组大鼠海马CA1区脑源性神经营养因子(BDNF)积分光密度、平均光密度、阳性物面积,面密度、阳性细胞数、数密度水平显著高于应激组;结论:适宜运动训练可以降低心理应激反应程度,使大脑海马区BDNF水平提高,维持大脑海马区在应激状态下的生理功能稳定.     

Immediate effect of high-intensity exercise on brain-derived neurotrophic factor in healthy young adults: A systematic review and meta-analysis

BackgroundAlthough brain-derived neurotrophic factor (BDNF) has been identified as a molecular biomarker of the neurophysiological effects induced by exercise, the acute effects of high-intensity exercise (HIE) on BDNF levels are inconclusive. This study aims to estimate the immediate effects of HIE on BDNF levels in healthy young adults.MethodsA systematic search was conducted in the MEDLINE, Scopus, Cochrane CENTRAL, and SPORTDiscuss databases up to December 2020. Randomized controlled trials (RCTs) and non-RCTs reporting pre–post changes in serum or plasma BDNF after an acute intervention of HIE compared to a control condition were included. Pooled effect sizes (p-ESs) and 95% confidence intervals (95%CIs) were calculated for RCTs using a random effects model with Stata/SE (Version 15.0; StataCorp., College Station, TX, USA). The Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses guidelines were followed. PROPERO registration number: CRD42020221047.ResultsA total of 22 studies with 552 individuals (age range: 20–31 years; 59.1% male) were included. The meta-analysis included 10 RCTs that reported valid outcome data. Higher BDNF levels were observed when HIE interventions were compared with non-exercise (p-ES = 0.55, 95%CI: 0.12–0.98; I² = 25.7%; n = 4 studies) and light-intensity exercise (p-ES = 0.78, 95%CI: 0.15–1.40; I² = 52.4%; n = 3 studies) but not moderate-intensity exercise (p-ES = 0.93, 95%CI: –0.16 to 2.02; I² = 88.5%; n = 4 studies) conditions.ConclusionIn comparison to non-exercise or light-intensity exercises, an immediate increase in BDNF levels may occur when young adults perform HIE. Given the benefits obtained maximizing circulating BDNF when performing HIE and its potential effects on brain health, our findings suggest that HIE could be recommended by clinicians as a useful exercise strategy to healthy adults.     

CREB/BDNF信号通路激活在游泳提高认知能力中的作用机制

目的:观察有氧运动对认知的影响,探索相关分子机制。方法:雄性SD大鼠适应性喂养后随机分为C、E5和E5P组。C组常规饲养不运动,E5、E5P组进行5周游泳运动,E5P组完成运动后延迟1周进行测试。Morris水迷宫测认知能力;免疫荧光法测齿状回神经发生;试剂盒测血清BDNF、MDA水平和SOD活性;免疫印迹法测海马BDNF、TrkB、CREB和p-CREB蛋白表达。结果:E5、E5P组在目标象限游泳时间百分比、穿越平台次数显著高于C组(P<0.01 or P<0.05);血清BDNF、MDA水平和SOD活力组间无显著差异;E5、E5P组新生神经细胞数、海马BDNF、TrkB、p-CREB蛋白表达显著高于C组(P<0.01 or P<0.05),CREB蛋白的表达组间没有显著差异。结论:5周中等强度的游泳运动通过激活CREB/BDNF信号通路,促进海马齿状回颗粒下层神经发生,进而提高认知能力。     

运动与CaMKⅡ

钙离子/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ（Ca2＋/calmodulin-dependent kinaseⅡ,CaMKⅡ）广泛分布于中枢神经系统内,是突触后致密物（Postsynaptic Density,PSD）的主要成分,参与调节神经递质的合成与释放、信号转导、突触可塑性和磷酸化蛋白等。CaMKⅡ在LTP的形成和学习记忆的过程中发挥重要作用。研究表明,长期适量运动能够增强学习记忆,CaMKⅡ在运动影响学习记忆分子机制中的作用也逐渐成为研究的热点。     

技巧性运动学习、记忆的神经基础

通过资料综述和临床观察,分析了技巧性运动学习、记忆的神经基础。研究表明,从皮层体感区到皮层运动区的输入、丘脑腹外侧核到皮层运动区的输入、皮层－纹状体系统以及相应神经通路中突触诱导产生ＬＴＰ等,对技巧性运动学习和记忆的保持有重要作用