运动介导肠道微生物-肠-脑轴调控神经功能的机制

神经功能障碍是导致脑认知能力衰退和神经退行性疾病的重要原因,但其内在的诱导机制尚不清楚。随着学界对肠道微生物研究的深入,发现肠道微生物在许多机体疾病的发展中扮演重要角色,而神经功能障碍亦不例外。肠神经系统与中枢神经系统的信息通路使得肠道微生物与神经功能建立了肠-脑轴间的联络,肠道微生态的变化可通过肠-脑轴间的联络而影响神经功能。研究发现,规律的运动可通过影响肠道微生态进而改善神经功能,抑制神经系统疾病,但其内在调节机制亦不明确,这可能与运动介导肠道微生物多样性、肠道免疫、肠道内分泌、肠道代谢以及运动改善肠-脑间神经联系和神经发生等机制有关。     

跑转轮运动与限制性应激对成年小鼠海马神经发生以及焦虑样行为的影响

探讨4周跑转轮运动与3周限制性应激对成年小鼠海马神经发生和焦虑样行为的影响,旷场实验测试小鼠的焦虑行为,BrdU免疫组织化学法确定新生神经元数量.结果:应激-运动组小鼠体重极显著下降,每日平均运动距离在第1周、第2周较运动组显著减少.运动组和应激一运动组在旷场实验中央区域活动时间、中央与外周区域活动距离比率、中央与外周区域总穿越次数、中央区域总活动距离分别较对照组出现显著或极显著差异.运动组BrdU+细胞数量较对照组明显增加.运动增强了成年海马神经发生,减少了焦虑行为.应激减少了运动距离,抑制了运动依赖的成年海马神经发生,但是对运动的抗焦虑作用没有明显影响.     

适宜运动与过度训练调控肠道功能和肠-脑轴的作用机制

对运动介导肠道与大脑联络的相关文献进行综述,分析适宜运动与过度训练对肠道功能和肠-脑轴之间神经传导及生物信号分子的影响,以揭示其作用机制。发现：肠道与大脑之间关系密切,肠-脑轴之间的双向神经联系和相关生物信号分子是实现肠道与大脑之间对话的媒介。运动可通过调控肠道与大脑之间的神经联系和相关生物分子影响肠-脑轴,介导肠道与大脑的健康及神经、精神疾病的转归。肠道微生物是实现肠-脑轴之间信息沟通的重要参与者,运动对肠道功能与肠-脑轴的调节可通过调控肠道微生态,及其介导的神经传导途径和生物信号分子的变化发挥终端效应,进而影响高级神经功能。不同强度的运动对肠道微生态及肠-脑轴的调节效应差异颇大,适宜运动和过度训练引起的干预结果截然不同。     

自愿转轮运动对抑郁模型大鼠学习记忆及基底外侧杏仁核c-fos表达的影响

探讨4周自愿转轮运动对慢性不可预知性应激致抑郁大鼠旷场行为及空间学习记忆能力、血清皮质醇和基底外侧杏仁核c-fos 表达的影响。将40只大鼠随机分为4组,即对照组、运动组、应激模型组及应激运动组,每组10只。应激模型组及应激运动组大鼠每日进行慢性不可预知性应激1次,连续28 d,同时运动组及应激运动组大鼠进行4周自愿转轮运动。自愿转轮运动结束后检测大鼠血清皮质醇水平;运用旷场实验测试大鼠自主活动能力及探索行为;八臂迷宫实验检测大鼠空间学习记忆能力;采用免疫组织化学结合图像半定量方法对基底外侧杏仁核 c-fos神经元的数量、面积及灰度进行测量和分析。结果发现：1)与应激模型组比较,应激运动组大鼠穿越格数、直立次数及修饰次数显著增多(P<0.01、P<0.05),粪便颗粒显著减少(P<0.05);2)与应激模型组比较,应激运动组大鼠血清皮质醇水平显著下降(P<0.05),完成八臂迷宫时间显著缩短(P<0.01),WME、RME显著减少(P<0.05),总错误次数(TE)远远低于应激模型组(P<0.01);3)与应激模型组比较,应激运动组基底外侧杏仁核 c-fos 免疫阳性细胞数量和阳性产物面积表达均增加(P<0.05),阳性细胞灰度值虽降低,但没有显著差异性(P>0.05)。以上结果说明,自愿转轮运动可提高抑郁大鼠的学习记忆能力,机理可能与长期自愿转轮运动降低抑郁大鼠的血清皮质醇水平及增强大脑基底外侧杏仁核c-fos 的表达有关。     

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。     

运动干预调控肠道微生物介导认知功能的作用研究进展

认知功能障碍是神经系统疾病的重要特征表现,受诸多因素影响。肠道微生物在维持机体健康和多种疾病的发展中发挥作用,肠道微生物失衡与躯体运动能力和脑认知功能障碍,如阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病关系密切。研究发现,运动干预可通过对肠道微生物的调节,建立肠-脑之间的联系,调控认知功能,改善神经退行性疾病,但不同方式的运动干预对肠道微生物的影响及其与认知功能的调节之间存在差异性。通过分析肠道微生物的生物学功能以及运动介导肠道微生物相关的改变与脑认知功能的关系,探讨肠道微生物在肠-脑神经联络以及运动调控肠道微生物改善认知功能的作用机理。     

剧烈运动对免疫细胞及免疫分子影响的研究

运动作为一种应激,可以引起机体免疫系统发生变化。本文运用文献综述的研究方法,论述了运动对机体免疫细胞及免疫分子的影响。     

运动对心理应激神经免疫影响研究的分析与展望

综述了国内运动与应激分别对激素、细胞因子、神经肽的影响的研究,以及运动与应激交互作用对激素、细胞因子、神经肽影响的研究现状、存在的问题和未来的发展方向。借此为我国运动与心理神经免疫系统研究者提供一些参考。     

运动训练和表没食子儿茶素没食子酸酯对2型糖尿病大鼠肾脏TLR4炎性因子表达的作用研究

目的探讨运动训练、表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)单独干预及联合应用对2型糖尿病大鼠肾脏血管通透性和肾TLR4、NF-κBp65、IL-1β蛋白表达量的影响。方法通过高脂喂养加腹腔注射小剂量链脲佐菌素(STZ)构建2型糖尿病SD大鼠模型。将造模成功的56只大鼠随机分为糖尿病对照组(D)、糖尿病给药组(DY)、糖尿病运动组(DE)、糖尿病运动给药组(DEY),每组14只,另设正常对照组(C)12只。运动组大鼠进行12周不负重游泳训练,每周训练5 d。EGCG给药组大鼠每周灌胃7 d。实验结束后检测大鼠FBG、尿蛋白、UAER、TLR4、NF-κBp65、IL-1β蛋白和肾脏血管通透性变化,并对实验结果进行统计分析。结果与正常对照组(C)相比,糖尿病对照组(D)的FBG、尿蛋白、UAER、TLR4、NF-κBp65、IL-1β蛋白和肾脏血管通透性均显著升高(P<0.01);糖尿病给药组(DY)、糖尿病运动组(DE)、糖尿病运动给药组(DEY)的FBG、尿蛋白、UAER、TLR4、NF-κBp65、IL-1β蛋白和肾脏血管通透性较糖尿病对照组(D)均显著降低(P<0.05或P<0.01);糖尿病运动给药组(DEY)FBG、UAER、TLR4、NF-κBp65、IL-1β蛋白表达量和肾血管通透性均显著低于糖尿病给药组(DY)(P<0.05或P<0.01),糖尿病运动给药组(DEY)肾脏指数、尿蛋白、UAER、TLR4、NF-κBp65、IL-1β蛋白表达量和肾血管通透性均显著低于糖尿病运动组(DE)(P<0.05)。结论 2型糖尿病大鼠存在肾组织炎性因子表达增多,运动训练和EGCG可改善2型糖尿病大鼠肾脏炎性损伤,抑制TLR4信号通路。     

跑台运动对慢性应激致抑郁模型大鼠学习记忆及前额叶皮质c-fos表达的影响

目的:探讨4周中等强度跑台运动对慢性不可预知性应激致抑郁大鼠开场实验及空间学习记忆能力、血清皮质醇和前额叶皮质(PFC)自由基代谢及c-fos表达的影响.方法:将30只大鼠随机分为对照组、应激模型组及应激运动组3组,每组10只.应激模型组及应激运动组大鼠每日进行慢性不可预知性应激1次,连续28天,同时应激运动组大鼠进行4周跑台运动.跑台运动结束后检测所有大鼠血清皮质醇水平及PF区自由基含量,运用开场实验测试大鼠主动活动能力及探索行为,Y迷宫实验测试大鼠空间学习记忆能力,采用免疫组织化学结合图像半定量方法对PF区c-fos神经元的数量、面积及灰度进行测量和分析.结果:(1)与应激模型组比较,应激运动组大鼠穿越格数、直立次数及修饰次数显著增多(P＜0.01,P＜O.05),中央格停留时间缩短(P＜0.05),粪便颗粒减少(P＜0.05);(2)与应激模型组比较,应激运动组大鼠血清皮质醇水平下降(P＜0.05),PF区SOD活性增强(P＜0.05),MDA含量下降(P＜0.05);应激运动组大鼠在Y迷宫训练中达到标准时训练时间缩短,电击次数减少(P＜0.05),Y迷宫记忆能力测试中,应激运动组大鼠错误次数少于应激模型组;(3)与应激模型组比较,应激运动组大鼠PFC区原癌基因c fos免疫阳性神经元面移积及数量表达均增加(P＜0.05),灰度值虽降低,但没有显著差异(P＞0.05).结论:长期跑台运动可提高抑郁大鼠的学习记忆能力,可能与跑台运动降低抑郁大鼠血清皮质醇水平、增强脑抗氧化能力及上调前额叶皮质c-fos的表达有关.     

运动应激对小鼠T淋巴细胞亚群和周期的影响

目的:观察力竭运动应激后对小鼠脾T淋巴细胞亚群和周期的影响,探讨力竭运动应激对的免疫抑制的可能机制。方法:复制小鼠力竭模型后从脾中分离出T淋巴细胞,利用流式细胞技术测定T淋巴细胞的分型和细胞周期。结果:细胞周期分析表明:应激组的细胞周期各时期细胞数均发生改变,G0/G1期细胞百分率略有增加,但无显著性差异,S期细胞比率减少,G2/M期细胞的百分数增加,凋亡率增加(P<0.05)。5.对照组和急性力竭运动应激组CD4/CD8的比值均在正常范围内,两周力竭运动应激组CD4/CD8的比值>2.0。结论:力竭运动应激组细胞增殖可能受阻于S期;两周力竭运动应激可能会导致细胞免疫紊乱。提示力竭运动应激条件下免疫功能的抑制可能与T淋巴细胞周期和分型有关。     

肠道菌群在运动调控骨重塑中的作用机制

骨重塑是成骨细胞（osteoblast,OB）介导的骨形成和破骨细胞（osteoclast,OC）介导的骨吸收相互偶联的动态过程。益生菌与致病菌组成的肠道菌群（gut microbiota,GM）与宿主形成复杂的共生关系。通过梳理GM与骨代谢的关系发现,GM通过调控菌群代谢物、肠免疫系统及黏膜屏障等作用途径影响OB与OC功能,进而影响骨重塑。科学运动可以有效防治不良因素导致的菌群紊乱,改善菌群的组成结构、菌群丰度及菌群多样性,从而调控肠免疫、肠内分泌及肠黏膜屏障功能。     

生物信息学视角下抑郁及运动干预机制关键基因的研究进展

应激会导致抑郁，而运动对治疗抑郁是有益的，但这些作用的机制尚未被阐明。随着大数据时代的到来和生物信息技术的革新，通过比较基因的表达差异揭示疾病发生的分子机制逐渐成为高通量研究的常用策略。基因表达芯片可帮助研究者获取大量的抑郁相关基因信息，其中差异表达基因（differentially expressed genes,DEGs）是指抑郁或抑郁共病患者与正常人相比、治疗进行和运动干预前后，在转录组水平上表达有显著性差异的基因。综述研究发现，NDUFB9、CAMK2A、CACNA1D、NTRK2、CTSW、HES1、EGR1、NRN1、VEGF、GCC2等基因在抑郁发病机制、治疗机制、共病机制和运动干预机制中重复出现，且存在密切联系。生物信息分析结果显示，这些基因涉及能量代谢、氧化应激、表观遗传、炎症免疫、神经生长和发育、细胞生长存活与功能维持以及磷脂酰肌醇信号、Notch信号等相关功能和通路。     

运动与β-内啡肽的研究进展

β-内啡肽是神经内分泌免疫网络中一种关键的免疫递质,对机体的免疫功能起着重要的调节作用.β-内啡肽对机体多种免疫细胞有双向调节作用,运动过程中,机体免疫功能的状态随着β-内啡肽的变化也发生相应的改变.介绍了运动与β-内啡肽研究的现状与进展.     

运动与β-内啡肽的研究进展

β-内啡肽是神经内分泌免疫网络中一种关键的免疫递质,对机体的免疫功能起着重要的调节作用。β-内啡肽对机体多种免疫细胞有双向调节作用,运动过程中,机体免疫功能的状态随着β-内啡肽的变化也发生相应的改变。介绍了运动与β-内啡肽研究的现状与进展。     

GSK3β/β-catenin信号通路在运动和氟西汀改善CUMS小鼠抑郁行为中的作用机制

目的探究游泳运动和氟西汀对CUMS小鼠抑郁行为及GSK3β/β-catenin信号通路的影响。方法采用雄性C57BL/6小鼠,随机分为5组,每组8只:Con组,即普通控制组;CUMS组,实验小鼠接受7周的慢性不可预见性温和应激;CUMS+Saline组,从应激的第4周开始腹腔注射生理盐水4周;CUMS+Flu组,从应激的第4周开始腹腔注射抗抑郁药物氟西汀(Fluoxetine,Flu)4周;CUMS+Swim组,从应激的第4周开始进行游泳训练4周。实验干预结束后,所有小鼠接受行为学检测。断头处死取海马组织,采用Western blotting技术检测相关基因的蛋白表达水平。结果 (1)行为学实验显示,与Con组相比,CUMS组糖水偏好显著降低(P<0.05),强迫游泳(FST)和悬尾实验(TST)不动时间显著增加(P<0.01),开场实验(OFT)探洞次数显著减少(P<0.05);与CUMS+Saline组相比,CUMS+Flu组糖水偏好显著增加(P<0.05),FST和TST不动时间显著减少(P<0.05),OFT探洞次数显著增加(P<0.01);与CUMS组相比,CUMS+Swim组糖水偏好无显著变化,FST(P<0.05)和TST(P<0.01)不动时间显著减少,OFT探洞次数显著增加(P<0.01)。(2)Western blotting实验显示,与Con相比,CUMS组海马组织中pGSK3β(Ser9)、β-catenin的蛋白水平显著降低(P<0.05);与CUMS+Saline相比,CUMS+Flu组海马组织中β-catenin的蛋白水平显著升高(P<0.05),GSK3β、pGSK3β(Ser9)、pGSK3β(Tyr216)的蛋白水平无显著变化;与CUMS组相比,CUMS+Swim组海马组织中GSK3β(P<0.01)、pGSK3β(Ser9,P<0.05)、β-catenin(P<0.05)的蛋白水平显著升高。结论运动和氟西汀均可缓解CUMS所致的小鼠抑郁行为;慢性应激诱导抑郁行为可能涉及GSK3β/β-catenin信号通路的功能紊乱;运动和氟西汀均提高小鼠对慢性应激的耐受性从而控制抑郁病理进程,二者发挥作用的分子机制有所不同,运动缓解抑郁行为可能涉及纠正海马组织中GSK3β/β-catenin信号通路紊乱,而氟西汀缓解抑郁行为可能是非GSK3β/β-catenin依赖性的。研究论证了慢性应激期的运动干预效果媲美于抗抑郁药物氟西汀,并提出了相应的分子行为学依据。深入探究不同抑郁病理期的运动干预模式及其潜在的分子机制,将为运动抗抑郁的转化研究提供新靶向。     

重大传染病疫情中体育锻炼对应激心理神经免疫的路径与对策

从体育锻炼应对心理应激提高机体免疫力的心理神经免疫路径角度,探索重大传染病疫情中进行体育锻炼的必要性和对策。通过回顾SARS、H1N1等重大传染病疫情时期公众的负向心理状态,结合运动免疫学和心理神经免疫学有关成果进行逻辑分析。研究认为,重大传染病疫情导致恐惧、焦虑、抑郁、强迫、创伤后应激障碍等负向心理状态,进而造成机体对病毒的免疫力有所下降。疫情时期坚持体育锻炼可以拮抗心理应激,改善公众心理状态,有效提高机体免疫力。建议选择动作简单易学、具有人际互动性、有反馈和奖励、时间固定在上午和下午、持续30 min左右的中小强度有氧运动。     

运动训练对核转录因子kappaB信号通路及炎性基因影响的研究进展

NF-κB(核转录因子-kappaB)信号通路在机体的免疫应答、细胞增殖、凋亡和生长发育中发挥重要作用。运动训练过程中机体产生的活性氧以及运动性肌肉损伤激活了NF-κB信号通路,对NF-κB活性的影响与运动训练的持续时间、频率和强度有关。急性剧烈运动导致了NF-κB活性一过性提高;长期有规律的运动训练能够降低由于衰老和慢性炎症反应而上调的NF-κB的活性;长期剧烈的运动训练导致了NF-κB的慢性持续激活,使通路上各指标的表达发生变化,细胞核中聚集NF-κB的亚基p65浓度增多,转录靶基因,从而使炎性基因的表达大幅度升高,一方面放大机体固有免疫系统对抗运动性应激,另一方面参与了骨骼肌运动性慢性炎症的形成。     

运动对抑郁模型大鼠额前皮质BDNF、HSP70及氧化应激水平影响的研究

目的观察运动对抑郁模型大鼠额前皮质BDNF、HSP70及氧化应激水平的影响,为进一步理解运动改善抑郁症的作用机制提供实验依据和数据支持。方法 Wistar大鼠16只,随机分为对照组和运动干预组。4周时间内,通过给予慢性不可预知性应激刺激建立抑郁大鼠模型,运动组除接受应激刺激外,每日进行小强度运动训练。4周后,对大鼠进行类抑郁行为评估,断头取脑后对额前皮质BDNF、HSP70水平及氧化应激水平进行测定。结果 4周运动干预后,与对照组相比,运动干预组大鼠在5 min的强迫游泳过程中,累计不动时间显著低于对照组(P<0.05);运动干预组大鼠额皮质BDNF水平、HSP70含量及抗氧化损伤能力(总抗氧化能力及SOD活性)均显著升高(P<0.05),而反映氧化损伤水平的MDA含量下降(P<0.05)。结论额前皮质可能是运动干预抑郁症的作用脑区之一,且这一作用可能是由额前皮质BDNF、HSP70及抗氧化能力上调共同介导的。     

肠道菌群——运动干预治疗2型糖尿病的新靶点

肠道菌群是人体最大的微生态系统,其结构的紊乱是2型糖尿病发生发展的重要原因之一。运动作为一种内稳态刺激因素,可以通过改变宿主肠道菌群的结构多样性,影响物质能量代谢、免疫系统和神经系统等功能,从而达到防治2型糖尿病的作用。因此本文从肠道菌群的角度出发,对运动改善2型糖尿病的实验性研究及潜在机制进行总结归纳,为基于运动干预调控肠道菌群治疗2型糖尿病提供理论依据和参考。