综述:脑衰老中的神经发生标志物及其通过体育锻炼的5-羟色胺能调节

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Neuromodulation: Technology at the Neural Interface 3.2

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  这篇综述深入探讨了5-羟色胺(5-HT)系统在衰老过程中对海马神经发生(AHN)的调控作用,并强调了有氧运动通过激活5-HT1A受体、上调脑源性神经营养因子(BDNF)等机制改善认知功能的潜力。文章整合了73项研究,指出衰老导致5-HT神经元减少和神经发生衰退,而适度运动可逆转这一趋势,为延缓脑衰老提供了非药物干预策略。

  

引言

衰老伴随中枢神经系统(CNS)的结构与功能退化,其中海马齿状回(DG)的成人神经发生(AHN)衰退尤为显著。这一过程涉及神经干细胞增殖、分化及新生神经元整合,对学习记忆至关重要。研究表明,5-羟色胺(5-HT)通过其受体亚型(如5-HT1A、5-HT2A/C)调控神经发生,而衰老导致的5-HT能神经元减少与认知衰退密切相关。

衰老对5-HT及海马神经发生的影响

免疫组化数据显示,老年树鼩海马区5-HT纤维密度显著降低,与DG区神经发生减少同步。人类研究也发现,衰老个体中5-HT转运体(SERT)密度下降,影响5-HT信号传导。受体层面,5-HT1A受体在衰老过程中表达降低,削弱其对神经干细胞存活的促进作用。动物实验证实,敲除5-HT3受体的小鼠完全丧失运动诱导的神经发生能力,凸显该受体的关键作用。

体育锻炼的神经保护机制

有氧运动通过多靶点机制对抗衰老:

  1. 激活5-HT能神经元:跑步训练使小鼠中缝背核(DRN)的5-HT神经元c-Fos表达增加,促进5-HT释放至DG区。
  2. 调节受体表达:运动上调海马5-HT1A受体密度,增强其对神经发生的正向调控。
  3. 协同BDNF通路:运动诱导的BDNF分泌与5-HT形成正反馈循环,共同促进神经元存活。实验显示,长期跑步使老年小鼠DG区双皮质素阳性细胞数增加2倍,且高强度间歇训练(HIIT)效果优于中等强度。

局限性与展望

当前研究主要基于啮齿类模型,人类临床试验仍需深入。此外,运动参数(强度、时长)的优化及性别差异的影响值得进一步探索。尽管如此,现有证据已充分支持有氧运动作为延缓脑衰老的有效干预手段。

结论

衰老通过损害5-HT系统抑制海马神经发生,而规律的有氧运动可重塑5-HT-BDNF轴功能,为认知衰退提供非药物防治策略。未来研究需聚焦于转化医学应用,以惠及老龄化社会。

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