為「乳酸」正名！清華團(tuán)隊(duì)提出乳酸是連接運(yùn)動、睡眠、認(rèn)知的重要分子

題圖 | Pixabay

撰文 | 宋文法

眾所周知，運(yùn)動和睡眠對維持大腦健康和健康長壽至關(guān)重要，運(yùn)動可增強(qiáng)神經(jīng)發(fā)生、突觸可塑性、改善腦血流，而睡眠在記憶鞏固、清除大腦垃圾中發(fā)揮關(guān)鍵作用。盡管這兩個因素共同、協(xié)同保護(hù)認(rèn)知，但尚不清楚二者聯(lián)動健腦的分子信號。

長期以來，乳酸被認(rèn)為是代謝廢物和運(yùn)動疲勞的元兇。但近年的研究轉(zhuǎn)變了這一認(rèn)知，乳酸被重新定位為重要能量底物，更是跨細(xì)胞、跨組織傳遞代謝信息的精密信號分子。

近期，清華大學(xué)體育部聯(lián)合新加坡國立大學(xué)的學(xué)者在"Biomedicines"期刊上發(fā)表了題為" The Lactate Nexus：A Molecular Bridge Linking Physical Activity，Sleep，and Cognitive Enhancement "的綜述文章。

這項(xiàng)研究提出「乳酸樞紐」模型，指出乳酸并非單純的代謝廢物，而是連接白天運(yùn)動、夜間睡眠、協(xié)同增強(qiáng)認(rèn)知的重要信號分子。

圖源：論文截圖

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)梳理了近年來的腦代謝研究，為「乳酸」正名，將乳酸重新定位為腦細(xì)胞重要能量底物，更是全域調(diào)控型信號分子，多重通路塑造腦健康。

接下來，研究提出「乳酸樞紐」模型：白天運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸可“預(yù)激活”大腦代謝系統(tǒng)，為夜間記憶鞏固、大腦垃圾清除提供支撐。

研究顯示，中高強(qiáng)度運(yùn)動可使肌肉產(chǎn)生大量乳酸，通過血液循環(huán)進(jìn)入大腦，并激活SIRT1/PGC-1α/BDNF通路，促進(jìn)腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（BDNF）表達(dá)，增強(qiáng)突觸可塑性。

與此同時，運(yùn)動還能增強(qiáng)腦內(nèi)乳酸轉(zhuǎn)運(yùn)能力，提升大腦攝取乳酸的能力，同時刺激星形膠質(zhì)細(xì)胞合成更多糖原儲備，為夜間“供能”提前備料。

此外，高水平乳酸能誘導(dǎo)組蛋白乳酸化修飾，打開可塑性相關(guān)基因染色質(zhì)，降低夜間記憶鞏固的轉(zhuǎn)錄激活閾值。

在深度睡眠階段，與大眾直覺相反，大腦細(xì)胞外乳酸水平不降反升，達(dá)到整夜峰值，同步支撐記憶鞏固、大腦垃圾清除兩大核心功能。而睡眠剝奪會直接阻斷夜間乳酸上升通路，破壞記憶鞏固、抑制廢物清除，誘發(fā)認(rèn)知損傷與全身炎癥。

重要的是，二者協(xié)同閉環(huán)，形成正向循環(huán)。白天運(yùn)動產(chǎn)生的乳酸重塑大腦代謝，而睡眠利用重塑后的代謝系統(tǒng)，高效地完成記憶鞏固和廢物清除。

研究同時指出，乳酸的保護(hù)作用存在明確的代謝窗口，生理濃度下發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用；腦卒中、腦創(chuàng)傷、過度高強(qiáng)度運(yùn)動時乳酸過量堆積，會誘發(fā)細(xì)胞酸中毒、神經(jīng)元凋亡，產(chǎn)生神經(jīng)毒性。

圖源：論文截圖

總之，這項(xiàng)研究綜述了乳酸在運(yùn)動和睡眠促進(jìn)認(rèn)知健康中的作用，提示乳酸可能是運(yùn)動與睡眠協(xié)同保護(hù)認(rèn)知的重要分子，為延緩腦衰老、防治認(rèn)知衰退提供了新的研究方向與臨床干預(yù)思路。

參考文獻(xiàn)：

https://www.mdpi.com/2227-9059/14/1/253

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