青春熱血因子|不運動卻又在運動 x 欺騙你的大腦你正在運動?

Photo by chuttersnap on Unsplash

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運動可以減緩老化、可以使大腦思考清晰、可以降低失智症的可能、可以使年長者具有如年輕人般的大腦認知,這些都是眾所皆知的事。但你有想過為什麼嗎?背後可能的機制是什麼呢?

 

想像一種可能:不常運動的人,透過注射某種蛋白質,也能夠達到改善記憶力、增強大腦認知、如同長期運動般的效果。

換句話說,藉由改變你血液內的蛋白成分,你的大腦會以為你在運動,既使你只是坐在沙發上

來自加州大學舊金山分校(University of California, San Francisco, UCSF)的研究團隊,他們在本月初發表一篇研究報告,正是發現了這樣一個血液內的蛋白質,在改善老年小鼠的大腦記憶與認知能力上、很可能扮演了重要的角色。

 

這週想要跟你分享的這一篇刊登在 Science 上的研究報告,我覺得非常地有趣。有趣到我認為,這篇研究可能開啟了一個新的治療可能,甚至可能會影響到你我未來的醫療方式。

所以在本篇文章中,我會直接帶你看這篇研究報告,以及其中有趣的地方

看完以後你會知道,為什麼這篇文獻值得你注意?以及為什麼這個研究成果可能對於運動與大腦的關係開啟了嶄新的方向?

Photo by Curtis MacNewton on Unsplash

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青春熱血的老年實驗

就在一個多禮拜前,Science 期刊上報導了一篇研究成果。來自 UCSF 的研究團隊,他們針對運動與老化,發佈了一個非常有趣的研究報告。

大致上他們的實驗是這樣進行的:

把老鼠分為三個組別:有在運動的年輕小鼠、有在運動的老年小鼠、沒有在做運動的老年小鼠(名字有點繞口,以下簡稱沙發馬鈴鼠)

先說說怎麼讓小鼠們做運動。

研究人員把你想像中的那種輪子放到小鼠籠子裡,然後因為小鼠是夜行性動物,所以他們在晚上就會開始在上面奔跑。

這些運動小鼠們持續運動 6 個禮拜後,研究人員們便收集這些運動小鼠的血漿(血液但去除了所有的細胞成分像是紅血球、白血球⋯等);然後注射入沙發馬鈴鼠的體內。沙發馬鈴鼠們接受這些血漿注射,總共 8 次並持續超過三個禮拜。

結果研究人員們發現,與未接受血漿注射的沙發馬鈴鼠相比,接受注射的組別在學習與記憶力測試上,表現得幾乎跟有在運動的小鼠一樣好。

同時研究人員們也發現,接受血漿注射的沙發馬鈴鼠們,大腦內海馬迴(hippocampus,參與記憶與學習的區域)新增生的神經(neurons)幾乎是未接受血漿注射的沙發馬鈴鼠的兩倍,幾乎與有在運動的小鼠的神經增生相當。

年輕有活力的血漿很棒,但下一步是?

再來更進一步,研究人員比較了運動小鼠與沙發馬鈴薯的血漿成分差異,結果發現有一個蛋白質稱作:glycosylphosphatidylinositol specific phospholipase D1 (Gpld1),在運動小鼠的血漿內,表現特別高。

這個 Gpld1 蛋白質是什麼呢?

他是一個由肝臟製造的酵素,這個酵素可以分解一種化學物質叫做,Glycosylphosphatidylinositol(糖基磷脂醯肌醇,中文看起來極度複雜 )。如果你覺得好複雜的話沒關係其實重點只是要跟你說:有趣的是,在這篇研究發表之前,這個 Gpld1 酵素被認爲與老化、神經增生、或是改善大腦認知能力⋯等,並沒有什麼關聯。

如果你是科學家,然後你發現這個 Gpld1 蛋白可能扮演重要的角色,你下一步會怎麼去驗證這個可能?

沒錯,就是直接給沙發馬鈴鼠這個 Gpld1 蛋白,看看會不會有類似血漿注射的效果?

研究人員們也是這樣想的,於是他們提高了沙發馬鈴鼠體內 Gpld1 蛋白的含量。結果發現,三個禮拜後,沙發馬鈴鼠們在學習與記憶力測試上的表現,與接受血漿注射時的表現幾乎一樣好。

另外一個證據是,如果直接讓這些沙發馬鈴鼠去運動,研究人員們也發現,沙發馬鈴鼠體內 Gpld1 蛋白的含量,也是比不運動的沙發馬鈴鼠要高得許多。

也因此幾乎可以確定以下這樣的關係:

長期運動 -> 血漿內Gpld1 蛋白含量增加 -> 改善老年大腦認知與記憶力

Photo by Matthew Bennett on Unsplash

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所以這個蛋白質是如何影響大腦的認知與記憶呢?

接下來研究人員發現了更有趣的一點。

既然這個 Gpld1 蛋白質有助於改善老年大腦的認知與記憶力,那麼那些接受血漿注射的沙發馬鈴鼠們,是否可以在其大腦內找到這個蛋白質呢?

結果研究人員找不到。

也就是說,這個 Gpld1 蛋白無法通過血腦屏障(blood-brain barrier)而進入大腦;相反地,Gpld1 蛋白似乎是藉由分解細胞膜上的其他物質分子,然後這個物質分子可以進入大腦,緩解腦內發炎反應、或是緩解血液的凝集,進而達成改善老年癡呆、或是預防認知力下降的可能。

目前 UCSF 這個研究團隊已經正在著手進行,尋找具有類似效果的藥物。

為什麼這篇研究可能開啟了一個新的治療可能?

最後,讓我們回到一開始的場景,想像一種可能性:

不常運動的年長者,藉由注射某種蛋白質、或是服用某種藥物,去改變體內血液的成分,讓大腦覺得這個人正在運動,進而去改善記憶力、降低失智症的可能性、使年長者也具有如同年輕人般的大腦。

不過或許更讓人興奮的,是以下這個更廣泛的應用可能:

對於行動不方便的人、或是長期臥床的人,我們可以藉由這樣改變人體血液內蛋白質成分的方式,去欺騙我們的大腦,進而將所有那些運動對大腦所產生的好處,全部傳遞到這些人身上

你覺得呢?你認為這樣的醫療方式可能嗎?在底下留言/私訊,告訴我你的任何想法。

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REFERENCE

THE BIOLOGIST|紐約生

 

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