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神經(jīng)退行性疾病的前額葉皮層機(jī)制及運動干預(yù)的研究進(jìn)展

2019-11-25 06:25潘同斌焦建建姬夢晶
成都體育學(xué)院學(xué)報 2019年3期
關(guān)鍵詞:退行性前額皮層

潘同斌,焦建建,姬夢晶

神經(jīng)退行性疾病日益困擾中老年人群,且與抑郁癥的共病現(xiàn)象很常見[1-2]。一方面,癡呆患者發(fā)生抑郁的比例高達(dá)29%,其中阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者抑郁癥的患病率為5% ~23%,并且認(rèn)知功能的減退和抑郁癥狀有很高的關(guān)聯(lián)度[3]。40% ~50%的帕金森病(Parkinson's disease,PD)患者有明顯的抑郁癥狀[4],其中24.8%的患者達(dá)到抑郁癥診斷標(biāo)準(zhǔn);肌萎縮側(cè)索硬化癥(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)患者中抑郁癥的患病率為16% ~25%[5];亨廷頓氏病(Huntington disease,HD)患者中抑郁癥的患病率達(dá)25%,抑郁癥狀是最常見的前驅(qū)癥狀,可見神經(jīng)退行性疾病患者罹患抑郁癥的風(fēng)險顯著高于一般人群[1,6]。前額葉皮層(prefrontal cortex,PFC)作為重要的腦區(qū),與語言思維及情緒均密切相關(guān),其與各種神經(jīng)退行性疾病的關(guān)聯(lián)越來越受到重視,隨著分子生物學(xué)和影像學(xué)的發(fā)展,對前額葉皮層及相關(guān)區(qū)域的機(jī)制研究日益深入,運動干預(yù)措施也越來越受到重視,本文擬對這方面的進(jìn)展作一綜述。

1 前額葉皮層的突觸變性及神經(jīng)可塑性受損

報道顯示[7],大鼠內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)中的戰(zhàn)略性神經(jīng)元編碼與通過T-迷宮中的行為評估的空間工作記憶(sWM)相關(guān)。神經(jīng)元在選擇的時候增加了他們的放電速率,增加很大程度上是在選擇前作為行為的預(yù)期編碼。與單個神經(jīng)元活動類似,mPFC通過局部場電位的振蕩增強(qiáng)其神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò),振蕩的最大功率在選擇周圍,并且在錯誤或正確結(jié)果之前發(fā)生。

前額認(rèn)知控制的振蕩動力學(xué)研究顯示,前額葉皮層(PFC)為眾多高級認(rèn)知功能提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。師黎等[8]進(jìn)行了大鼠初級視皮層局部場電位γ振蕩特性研究。將微電極陣列植入動物初級視皮層(V1),記錄到胞外原始場電位,局部場電位信號(local field potential,LFP)可經(jīng)過 250 Hz的低通濾波得到。LFP反映了局部網(wǎng)絡(luò)中各神經(jīng)元的協(xié)同作用,是電極尖端附近區(qū)域的興奮性和抑制性神經(jīng)元群體的樹突電位信號的總和。V1區(qū)LFP對視覺刺激的響應(yīng),對研究動物或人類在視覺信息處理機(jī)制中的功能特性有著極其重要的意義。

1.1 前額葉皮層中的突觸丟失與肌萎縮側(cè)索硬化的認(rèn)知下降

除運動神經(jīng)元變性外,高達(dá)50%的肌萎縮側(cè)索硬化患者出現(xiàn)認(rèn)知能力下降。由于認(rèn)知障礙患者癥狀發(fā)作時的生存時間較短,因此了解這些認(rèn)知缺陷潛在的神經(jīng)生物學(xué)變化是至關(guān)重要的。鑒于突觸喪失在認(rèn)知功能下降明顯的其他神經(jīng)退行性疾病,如阿爾茨海默病中的致病作用,有研究評估了ALS腦中的突觸完整性。Henstridge等[6]應(yīng)用了解剖組織的高分辨率成像與神經(jīng)病理學(xué),基因篩查和ALS病例的認(rèn)知分析的獨特組合,并使用兩種高分辨率技術(shù)(電子顯微鏡和陣列層析成像技術(shù))對超過100萬個突觸進(jìn)行分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)ALS患者前額葉皮層出現(xiàn)突觸缺失。

突觸變性是大量神經(jīng)退行性疾病的共同特征,并且常常在發(fā)病機(jī)制中起作用,而不是簡單地作為神經(jīng)元丟失的繼發(fā)性作用[5]。例如,突觸損失仍然與阿爾茨海默病(AD)所致的認(rèn)知衰退具有最強(qiáng)烈的神經(jīng)生物學(xué)相關(guān)性。在AD中,tau和β-淀粉樣蛋白關(guān)鍵病理形式的突觸積聚被認(rèn)為可驅(qū)動突觸分解[9]。同樣,在ALS小鼠模型的研究表明,皮層運動區(qū)域的突觸缺陷是疾病的早期/癥狀前特征。然而,迄今為止,很少有研究嘗試評估突觸改變對ALS患者腦中非運動皮層區(qū)域病理的影響,也沒有人對具有認(rèn)知障礙的ALS患者進(jìn)行直接測量。愛丁堡認(rèn)知和行為ALS篩查(ECAS)是一項針對身體殘疾人群設(shè)計的短期多領(lǐng)域評估,已經(jīng)針對的神經(jīng)心理學(xué)進(jìn)行了驗證[10]。有研究使用ECAS進(jìn)行認(rèn)知分析,同時結(jié)合其他后期測量,如皮層厚度、病理負(fù)擔(dān)和神經(jīng)膠質(zhì)增生,綜合分析每個病例,確定突觸分解和認(rèn)知障礙的關(guān)系[10]。

1.2 額葉功能受損與帕金森病和精神病患者

Thota等[4]使用額葉評估電池(FAB)比較患有和未患有精神病的帕金森病(PD)患者的額葉功能。研究選取69名PD患者:34例伴有精神病(PD-P)和35例無精神病(PD-NP)。迷你心理狀態(tài)檢查(MMSE)用于篩查認(rèn)知障礙,使用統(tǒng)一的帕金森氏病評分量表III部分(UPDRS-III)來測量嚴(yán)重程度,并使用Hoehn和Yahr評分(H&Y)來測量PD的階段,F(xiàn)AB評估額葉功能。結(jié)果與PD-NP相比,PD-P患者存在顯著的額葉功能障礙。因此,F(xiàn)AB可能是一種簡單而有用的床邊工具,對評估患有神經(jīng)系統(tǒng)疾病的PD患者的額葉功能障礙有一定的實用性。

另一方面,Do等[11]觀察了阿爾茨海默病小鼠模型的下丘腦神經(jīng)變性情況。AD的病理通常最早發(fā)生在皮質(zhì)和海馬體中,負(fù)責(zé)空間協(xié)調(diào)和記憶的領(lǐng)域,并在整個過程中慢慢傳播至中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)。下丘腦基因表達(dá)分析表明,在AD的病理前期,炎癥和凋亡相關(guān)的 mRNA基因表達(dá)增加,Agouti相關(guān)蛋白(AgRP)和黑皮質(zhì)素4受體(MC4R)的基因表達(dá)在12周齡小鼠明顯下降。免疫熒光分析揭示POMC(pro-opiomelanocortin)和NPY表達(dá)神經(jīng)元在3xtg-AD模型24周齡時減少。運動訓(xùn)練對食欲相關(guān)神經(jīng)肽、炎癥和凋亡基因在下丘腦的表達(dá)有著戲劇性的作用,可能有助于改善3xtg-AD小鼠模型中的下丘腦功能。

2 神經(jīng)退行性疾病與幾種特殊蛋白的關(guān)系

2.1 阿爾茨海默病(AD)的分子發(fā)病機(jī)理

2.1.1 Tau蛋白磷酸化

阿爾茨海默病(AD)患者的腦區(qū)與記憶相關(guān)的最鮮明特征是細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)原纖維纏結(jié)(NFTs)和細(xì)胞外淀粉樣斑塊。該NFT的主要成分是異常磷酸化和聚集的tau蛋白,從而破壞穩(wěn)定微管和軸突運輸[3]。最近研究表明纏結(jié)導(dǎo)致神經(jīng)元損失和空間記憶缺陷[12],從而推斷tau病理學(xué)和認(rèn)知缺陷在AD早期的相關(guān)性。

2.1.2 淀粉樣蛋白(amyloid)沉積和Ab寡聚體(AbOs)

淀粉樣蛋白級聯(lián)假說表明腦產(chǎn)生的淀粉樣蛋白-b肽(Ab)的積累依次由b-和g-分泌酶切割淀粉樣蛋白前體蛋白(APP)產(chǎn)生,是阿爾茨海默病(AD)中的一個中心事件。產(chǎn)生的不溶性原纖維最終沉積到AD腦中的細(xì)胞外淀粉樣斑塊中。清除系統(tǒng)的缺陷可能導(dǎo)致Ab在腦中的生產(chǎn)與清除之間的不平衡,從而導(dǎo)致隨后的神經(jīng)元功能障礙和神經(jīng)變性。然而,越來越多的證據(jù)表明,斑塊沉積不是唯一在AD中觀察到的導(dǎo)致?lián)p傷的物質(zhì)。另一方面,Ab寡聚體(amyloid-b peptide Oligomers,AbOs)是導(dǎo)致突觸功能障礙的主要毒素。在這種情況下,斑塊被認(rèn)為由一個庫組成,AbOs呈彌漫性,可以將可溶性低聚物隔離,直至達(dá)到一個生理峰值[13]。報道顯示,AbOs在AD患者的腦和腦脊液(CSF)中累積,并且發(fā)現(xiàn)與臨床呈現(xiàn)癡呆癥狀患者的大腦中的突觸有關(guān)聯(lián),增加了臨床與它們在AD中角色的相關(guān)性。這些研究表明突觸相關(guān)的AbOs促進(jìn)了在突觸結(jié)構(gòu)和組成中的有害修飾,從而導(dǎo)致記憶喪失。AD的認(rèn)知缺陷引起了相當(dāng)大的關(guān)注,這促進(jìn)了我們對疾病機(jī)制的理解[14-15]。

2.2 α突觸核蛋白(α-synuclein,α-syn)與抑郁癥

在帕金森病(PD)、多系統(tǒng)萎縮(multiple system atrophy,MSA)和路易小體性癡呆中,α-syn單一蛋白的積聚,長久以來都被認(rèn)為是最直接的主要致病因素之一[2]。最近研究提示,α-syn聚集的構(gòu)像不同可導(dǎo)致不同的疾病,這些聚集物甚至可以決定個體是否患MSA或PD;其聚集區(qū)域的差異可引起不同的行為學(xué)改變和組織病理學(xué)改變[16]。有學(xué)者發(fā)現(xiàn),使用抗抑郁藥有顯著療效的老年抑郁癥患者中存在兩個高表達(dá)基因,其中一個正是α-syn基因,α-syn基因參與了α-突觸核蛋白的合成加工,在PD中可見α-syn基因A53T錯義突變。研究還提示,路易小體沉積物存在的腦區(qū)和抑郁癥有關(guān)聯(lián),包括NE能藍(lán)斑區(qū)、含5-HT的中縫核,并且抑郁癥能加速PD中腦基底病變的進(jìn)展[17]。

2.3 突觸粘聯(lián)蛋白與自閉癥

突觸粘聯(lián)蛋白負(fù)責(zé)把突觸連接起來。自閉癥患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)有一大類基因突變,都發(fā)生在突觸中起粘聯(lián)功能的蛋白的編碼基因中[18]。這個家族蛋白中的軸突蛋白(neurexin)位于突觸的信號發(fā)放端,而神經(jīng)連接蛋白(neuroligin)位于突觸的接收端,它們相互作用使得神經(jīng)細(xì)胞之間進(jìn)行正常的信號傳遞。當(dāng)它們被發(fā)現(xiàn)在自閉癥患者中有突變的時候,研究者才意識到它們的重要性[19]。

2.4 MeCP2蛋白與自閉癥

基因突變可導(dǎo)致蛋白質(zhì)功能喪失,但某些基因過多也會導(dǎo)致對神經(jīng)系統(tǒng)的破壞。MeCP2是一個甲基化DNA結(jié)合蛋白,具有調(diào)控基因表達(dá)的重要功能。2009年科學(xué)家和醫(yī)生發(fā)現(xiàn),在一些嚴(yán)重自閉癥患者中,一個甲基化DNA結(jié)合蛋白MeCP2(methyl CpG—binding protein 2)的編碼基因出現(xiàn)倍增的拷貝數(shù)。經(jīng)過進(jìn)一步研究,發(fā)現(xiàn)MeCP2蛋白質(zhì)確實對神經(jīng)元的突觸功能有重要影響[20]。表明神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育與功能基因表達(dá)的表觀遺傳學(xué)調(diào)控密切相關(guān),如果調(diào)控失調(diào)可能導(dǎo)致自閉癥等神經(jīng)發(fā)育性疾病[18]。接下來,研究者們正制作多種轉(zhuǎn)基因與MeCP2基因敲除的小鼠模型,來觀察如果小鼠攜帶有過多的MeCP2蛋白,是否能表現(xiàn)出類似自閉癥的表型。

2.5 內(nèi)側(cè)前額葉皮層中毒蕈堿乙酰膽堿受體的拮抗作用

Robinson等[21]闡述了內(nèi)側(cè)前額葉皮層中毒蕈堿乙酰膽堿受體的拮抗作用對背景前暴露促進(jìn)作用的破壞效應(yīng)。研究表明,膽堿能功能在背景恐懼條件的變異中起作用,稱為背景前暴露促進(jìn)效應(yīng)(CPFE)。在CPFE中,通常在相隔24 h的各個階段中,獲取背景表示、背景沖擊關(guān)聯(lián)以及背景恐懼表達(dá)。在每個階段(環(huán)境暴露前,即刻休克訓(xùn)練和測試)之前,全身施用東莨菪堿(一種毒蕈堿乙酰膽堿受體拮抗劑)擾亂幼年大鼠的 CPFE。背部海馬(dHPC)膽堿能功能對這種作用有顯著貢獻(xiàn),因為在CPFE的任何單個階段之前局部將東莨菪堿注入dHPC產(chǎn)生與全身施用相同的破壞作用。目前的實驗將這些發(fā)現(xiàn)擴(kuò)展到牽涉CPFE的另一個前腦區(qū)域——內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)。研究表明mPFC膽堿能功能是確保CPFE性能成功的必需條件。

2.6 脆性X小鼠功能障礙與脆性X智力低下蛋白

脆性X綜合征(FX)通常被認(rèn)為是一種發(fā)育障礙,由于突變而破壞了脆性X智力遲鈍蛋白(FMRP)的轉(zhuǎn)錄,F(xiàn)MRP繼而調(diào)節(jié)其他蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)錄和參與生命中未知數(shù)量的蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用。除了已知的發(fā)育問題之外,可能有一些功能障礙也是由于正在進(jìn)行的FMRP的缺乏。Siegel等[22]展示了FX模型小鼠在前額葉皮層(prefrontal cortex,PFC)依賴性任務(wù)中顯示出了明顯的缺陷。有條件的僅在成年小鼠的PFC中敲除FMRP基因,結(jié)果在FX模型小鼠和有條件的敲除FMRP小鼠均觀察到無學(xué)習(xí)表型和延遲學(xué)習(xí)的比例增加。這表明FMRP在神經(jīng)功能中的作用可能與發(fā)育失調(diào)相脫離,并且PFC功能可以在成年FX腦中恢復(fù)[23]。

2.7 神經(jīng)元型一氧化氮合酶對認(rèn)知障礙和抑郁樣行為的影響

Zhu等[24]研究了神經(jīng)元型一氧化氮合酶對戊四氮(PTZ)誘發(fā)的認(rèn)知障礙和抑郁樣行為的影響。作者使用戊四氮(PTZ)誘發(fā)慢性癲癇模型,結(jié)果確定了神經(jīng)元型一氧化氮合酶(nNOS)作為觸發(fā)信號分子能夠啟動PTZ誘發(fā)引起的認(rèn)知障礙和抑郁樣行為。此外,研究還發(fā)現(xiàn)海馬MAPK和PI3K/AKT信號通路都是響應(yīng)PTZ點燃而被激活,并與海馬中活性氧(ROS)水平的升高相一致。

2.8 犬尿喹啉酸(KYNA)、神經(jīng)顆粒素(Nrgn)與前額葉皮層認(rèn)知障礙

N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDAR)拮抗劑犬尿喹啉酸(kynurenic acid,KYNA)和突觸后鈣調(diào)蛋白結(jié)合蛋白神經(jīng)顆粒素(neurogranin,Nrgn)已涉及神經(jīng)和神經(jīng)精神性疾病,包括阿爾茨海默病和精神分裂癥。研究表明[25],全身性雙重脂多糖(LPS)注射可增加內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)中的KYNA,伴隨著活化B細(xì)胞的核因子κ鏈(NFκB)的磷酸化增加和活化T細(xì)胞的核因子(NFAT)激活。mPFC中KYNA的升高可以直接調(diào)節(jié)NMDA-Nrgn-CaMKII信號,表明影響該途徑的神經(jīng)炎癥狀態(tài)可能與認(rèn)知功能障礙有關(guān)。

3 神經(jīng)退行性疾病的幾種探索性治療研究

3.1 多巴胺D1增效劑在神經(jīng)退行性疾病中的治療效用

DETQ是人工合成的多巴胺D1受體的變構(gòu)增效劑,Bruns等[26]在治療模型中進(jìn)行了測試確認(rèn)對D1激動劑有響應(yīng)。由于DETQ親和力的種屬不同,所有嚙齒動物實驗使用表達(dá)人類D1受體的轉(zhuǎn)基因小鼠(hD1小鼠)。單獨給予DETQ扭轉(zhuǎn)由低劑量利血平引起的運動性抑郁癥。DETQ也可與L-DOPA發(fā)揮協(xié)同作用,逆轉(zhuǎn)較高劑量的利血平所產(chǎn)生的劇烈運動功能的減退。這些結(jié)果表明帕金森病的單藥治療和輔助治療均有潛力。DETQ明顯增加乙酰膽堿和組胺在前額葉皮層的釋放,并增加組胺代謝物在紋狀體中的水平。在海馬中,DETQ和膽堿酯酶抑制劑rivastigmine的組合增加乙酰膽堿的程度比任何一個單獨的藥物要高。

3.2 穿心蓮內(nèi)酯(andrographolide):一種有前途的治療劑

過度激活神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞衍生的先天性免疫因子會誘導(dǎo)引起神經(jīng)退行性疾病(如工作記憶障礙)的神經(jīng)炎癥。Das等[27]研究了穿心蓮植物的主要成分,穿心蓮內(nèi)酯在減輕反應(yīng)性膠質(zhì)細(xì)胞衍生的工作記憶障礙方面有作用。研究表明,穿心蓮內(nèi)酯處理后,活性小膠質(zhì)細(xì)胞和反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)記物也下調(diào)。穿心蓮內(nèi)酯抑制小膠質(zhì)細(xì)胞MIP-1α,P2X7受體和其下游信號傳遞介質(zhì)包括炎性體NLRP3,半胱天冬酶和成熟IL-1β的過度表達(dá)。此外,體內(nèi)迷宮研究表明穿心蓮內(nèi)酯治療逆轉(zhuǎn)了LPS誘導(dǎo)的行為和工作記憶障礙,可見,穿心蓮內(nèi)酯可以預(yù)防神經(jīng)炎癥相關(guān)的神經(jīng)變性,并改善皮層和海馬區(qū)域的突觸可塑性標(biāo)記,提示穿心蓮內(nèi)酯可能是治療神經(jīng)炎癥和與記憶障礙相關(guān)的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的新型藥理對策。

3.3 維生素E對內(nèi)側(cè)前額葉皮層的保護(hù)作用

阿斯巴甜(Aspartame)是一種用于約6 000種無糖產(chǎn)品的人造甜味劑,食用阿斯巴甜可能與各種神經(jīng)紊亂有關(guān)。Jahangir等[28]評價了阿斯巴甜對內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)的作用以及維生素E的神經(jīng)保護(hù)作用。用阿斯巴甜處理的大鼠的mPFC體積、下邊緣體積、神經(jīng)元數(shù)量、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量,每個神經(jīng)元的樹突長度和每個樹突長度的棘突數(shù)量減少了7% ~61%。然而,隨著維生素E和阿斯巴甜的消耗,神經(jīng)元數(shù)量、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量和大鼠在八臂徑向迷宮中的表現(xiàn)得到改善。可見,維生素E可以改善這些變化。

3.4 電針治療與海馬、前額葉皮層的神經(jīng)化學(xué)變化

電針(EA)已廣泛用于治療腦缺血后的認(rèn)知障礙。然而,EA的功能機(jī)制尚未完全闡明。最近有研究探討GV20和DU24穴位電針是否能通過改變?nèi)毖俟嘧?I/R)損傷的大鼠海馬和前額葉皮層的神經(jīng)化學(xué)代謝來改善學(xué)習(xí)記憶能力[29]。結(jié)果可見,GV20和DU24穴位EA可能通過增加I/R損傷大鼠HPC和PFC中N-乙酰天冬氨酸和膽堿的水平來改善學(xué)習(xí)記憶能力。電療法在治療中風(fēng)和認(rèn)知障礙方面表現(xiàn)出確定的臨床療效,可改善神經(jīng)功能缺損和減少腦梗塞體積。先前的研究也表明雙側(cè)合谷(LI 4)和太沖(LR 3)穴位的電針會增加缺血半暗帶中NAA的水平,并提高記憶量表評分。

4 運動干預(yù)對神經(jīng)退行性疾病的作用

阿爾茨海默病(AD)是一種以老年人進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病為特征的破壞性疾病。流行病學(xué)和臨床研究報道,體育鍛煉可能會阻止 AD的進(jìn)展。Zhang等[30]調(diào)查了長期跑步運動對小鼠AD病理級聯(lián)反應(yīng)的影響。結(jié)果運動5個月后,在淀粉樣蛋白β(Aβ)沉積、Aβ面積分?jǐn)?shù)、斑塊數(shù)量和大小方面有顯有著改善,同時長期跑步運動可以增加神經(jīng)元密度并減弱星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化。總之,長期跑步鍛煉對Aβ負(fù)荷和星形膠質(zhì)細(xì)胞激活具有神經(jīng)保護(hù)作用,這有助于AD的治療。

Azimi等[31]研究了中等強(qiáng)度跑步機(jī)鍛煉對Aβ誘導(dǎo)的學(xué)習(xí)和記憶障礙的影響,以及對負(fù)責(zé)增加AD動物模型中海馬BDNF的上游途徑的作用。將Abeta顯微注射到海馬的CA1區(qū)域,然后在顯微注射后7天將運動組中的動物進(jìn)行中等強(qiáng)度的平板運動(4周,每周5次)。結(jié)果表明,海馬內(nèi)注射Abeta1-42損害空間學(xué)習(xí)和記憶,AMPK活性降低,海馬中PGC-1α/FNDC5/BDNF通路被抑制。而中等強(qiáng)度跑步機(jī)鍛煉改善了Abeta1-42誘導(dǎo)的空間學(xué)習(xí)和記憶缺陷,伴隨著恢復(fù)的AMPK活性和PGC-1α/FNDC5/BDNF水平。提示通過運動增加的AMPK活性和PGC-1α/FNDC5/BDNF途徑的上調(diào),可能介導(dǎo)運動對Abeta誘導(dǎo)的學(xué)習(xí)和記憶障礙的有益緩解作用。

Kelly等[32]觀察了急性的高強(qiáng)度運動對黑質(zhì)和帕金森病前額葉皮層的作用。招募17名PD患者進(jìn)行運動干預(yù),在運動干預(yù)結(jié)束時,收集2次休息狀態(tài)功能磁共振成像(fMRI)。在一次運動前后使用低頻波動幅度(the amplitude of low frequency fluctuation,ALFF)檢查PD參與者的運動急性效應(yīng)。對于運動訓(xùn)練的PD參與者,檢查臨床變量(即PDQ-39生活質(zhì)量和MDS-UPDRS)與ALFF值的相關(guān)性。結(jié)果觀察到,急性運動使右側(cè)腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(PFC)、左側(cè)腹外側(cè)PFC和雙側(cè)黑質(zhì)(SN)內(nèi)的ALFF信號增加。生活質(zhì)量與腹內(nèi)側(cè)PFC和腹外側(cè)PFC內(nèi)的ALFF值正相關(guān)。鑒于雙側(cè)黑質(zhì)(SN)和PFC在PD患者運動和非運動癥狀中的作用,如果這些區(qū)域內(nèi)的大腦活動急劇增加(如果經(jīng)常重復(fù),如運動訓(xùn)練),則可能成為潛在的運動機(jī)制誘導(dǎo)PD特異性的臨床益處。Alkadhi等[33]調(diào)查了跑步機(jī)運動訓(xùn)練對AD大鼠模型的齒狀回(DG)和海馬CA1區(qū)域中阿爾茨海默病(AD)相關(guān)蛋白質(zhì)分子水平的影響。結(jié)果Aβ輸注顯著增加海馬CA1和DG區(qū)域中的淀粉樣蛋白前體蛋白(APP)、分泌酶β位點APP切割酶-1(BACE-1)和Aβ的蛋白質(zhì)水平。結(jié)果還顯示,4周的跑臺運動阻止了兩個海馬區(qū)APP,BACE-1和Aβ蛋白水平的增加。然而,鍛煉并不影響正常大鼠中這些蛋白的水平。因此認(rèn)為,運動可能會改變APP加工途徑的平衡向非致病途徑發(fā)展,這很可能是通過增加AD模型大腦中的BDNF水平來實現(xiàn)的。

5 結(jié)語

目前關(guān)于神經(jīng)退行性疾病與前額葉皮層神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制的研究不斷深入,運動干預(yù)手段也日益受到重視,本文僅選取幾種常見病癥及一些有啟發(fā)性的報道作一概述,旨在引起研究者對該領(lǐng)域的重視,進(jìn)一步關(guān)注相關(guān)的學(xué)術(shù)動態(tài)及研究成果,不斷尋求切入點,共同為攻克此類醫(yī)療難關(guān)而努力。

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