综述:痴呆与抑郁的共同机制:体育锻炼的调节作用

【字体: 时间:2025年08月05日 来源:Journal of Neurochemistry 4

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  这篇综述深入探讨了痴呆(AD等)与抑郁症(MDD)的共享病理机制,包括下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴失调、海马/前额叶皮层(PFC)萎缩、神经炎症(如NLRP3炎症小体激活)及糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)过度活化,并系统论证了体育锻炼通过调控脑源性神经营养因子(BDNF)、鸢尾素(irisin)和PI3K/Akt/GSK-3β等通路发挥神经保护作用的分子机制,为非药物干预策略提供理论依据。

  

痴呆与抑郁的共享病理背景

痴呆和抑郁症是全球高发的神经系统疾病,两者在老年群体中常共病存在。流行病学数据显示,抑郁症是痴呆发展的独立风险因素,约35%的痴呆病例可归因于可调控因素,其中晚发性抑郁贡献4%。阿尔茨海默病(AD)患者中,抑郁症状发生率随疾病严重度波动于37%-41%,而抑郁症状本身可能是AD的前驱标志。

核心共享机制解析

HPA轴失调

慢性压力通过HPA轴过度激活导致糖皮质激素(GCs)持续升高,促进β-淀粉样蛋白(Aβ)生成和tau蛋白磷酸化。3xTg-AD小鼠模型显示,GCs通过上调β-分泌酶(BACE1)增加Aβ产生,同时降低突触蛋白PSD-95和突触素表达。人类研究中,血浆皮质醇水平与海马萎缩速率呈正相关,且能预测Aβ脑负荷。

脑萎缩与认知衰退

海马和前额叶皮层体积减少是两类疾病的共同特征。GSK-3β过度活化是关键驱动因素:其通过磷酸化tau蛋白促进神经原纤维缠结(NFTs)形成,并抑制BDNF信号。抑郁症患者尸检海马组织中GSK-3β mRNA表达显著升高,而AD患者外周血GSK-3β活性与痴呆严重度正相关。

神经炎症级联反应

小胶质细胞通过NLRP3炎症小体释放IL-1β和IL-18,激活补体通路(如C1q、C3)导致突触吞噬。GWAS鉴定的TREM2、PLCG2等基因突变加剧神经炎症。值得注意的是,抑郁可加速AD病理:5xFAD抑郁模型小鼠中,小胶质细胞能量代谢重编程导致乳酸堆积,通过钾通道Kv1.3促进Aβ外泌体释放。

体育锻炼的调控作用

HPA轴重塑

高强度间歇训练(HIIT)可降低健康老年人唾液皮质醇反应性。动物实验中,跑轮运动通过激活mPFC中mTOR通路修复慢性束缚应激(CRS)导致的髓鞘损伤,而游泳运动上调海马PI3K/Akt通路抑制GSK-3β活性。

脑结构修复

有氧运动使老年人海马体积年轻化1-2年,机制涉及BDNF水平提升。APP/PS1小鼠经跑台训练后,海马CA1区突触密度增加,同时Aβ斑块减少。值得注意的是,鸢尾素(irisin)是运动效应的关键介质:敲除FNDC5基因会消除运动对AD模型的认知保护作用,而外源补充irisin可逆转神经炎症。

抗炎机制

耐力运动通过上调簇集蛋白(clusterin)抑制补体C5b-9沉积。3xTg-AD模型中进行抗阻训练,可使前额叶皮层TNF-α mRNA降低40%,同时海马IL-10表达升高。跑台运动还能抑制TXNIP/NLRP3通路,减少Aβ诱导的小胶质细胞活化。

临床转化启示

现有证据支持每周≥180分钟的中等强度运动可作为预防策略。值得注意的是,运动诱导的PGC-1α/FNDC5/BDNF级联反应与抗抑郁药(如SSRIs)存在协同效应:氟西汀通过ERK/STAT3通路抑制NLRP3炎症小体,而运动直接增强PI3K/Akt介导的GSK-3β磷酸化(Ser9)。针对无法运动人群,靶向irisin或补体抑制剂的药物开发可能成为新方向。

未来展望

需进一步明确运动强度与神经保护的剂量效应关系,并开发个体化干预方案。多模态研究整合基因组学与影像学数据,将有助于精准识别运动敏感人群。

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