憂鬱纏身?其實你可以幫幫自己!

在第一期電子報裡曾介紹過「認知適能對學習有重要的影響,並且與體適能密切相關。」然而,運動除了增進學習效率之外,還能夠抵抗「憂鬱」,新證據在2014年九月被發表於Cell期刊:由運動誘導骨骼肌的PGC-1α轉錄輔啟動因子調節犬尿氨酸代謝形成壓力誘導型憂鬱症的保護機制。

憂鬱症被世界衛生組織喻為廿一世紀的三大疾病之一,而憂鬱症卻不是一個高同質性的疾病,它經常伴隨著複雜的病徵及症狀,嚴重時更可能危及生命,然而,憂鬱症確切的神經病理機制卻仍是未知,近年來的研究指向憂鬱症導因於谷氨酸(Glutamate)的不平衡傳輸及/或是神經的可塑性(plasticity)下降。

過去研究證實,過氧化物酶體增殖物啟動受體γ輔啟動因子1 (Peroxisome proliferator-activated receptor Gamma Coactivator-1α, PGC-1α)在能量代謝中扮演重要一角,PGC-1α會在運動後的骨骼肌內被活化,讓肌肉得以對肌耐力訓練產生適應(尤以PGC-1α1),並調節粒線體生物合成、刺激脂肪酸氧化、血管新生等。PGC-1α在接到細胞核上的受體蛋白PPARs(α/δ)後,使骨骼肌犬尿氨酸轉氨酶(Kynurenine Aminotransferases, KATs) 表現量上升,催化了犬尿氨酸(Kynurenine, KYN)轉換為犬尿喹啉酸(Kynurenic Acid, KNYA),過去的研究顯示KYN的失衡涉及了精神分裂症與阿茲海默症等神經系統的疾病。KYN轉換為KYNA,下降的KYN會對壓力所誘導的憂鬱症形成保護機制。此篇研究利用了轉基因技術,讓小鼠即使在沒有運動的狀態下仍表現PGC-1α1。結果證實,相較於未表現PGC-1α1的控制組小鼠,在多重慢性溫和壓力(Chronic Mild Stress, CMS)[1]的環境下有較佳的適應力,對於壓力誘導型憂鬱症狀也有較好的恢復能力;直接對控制組小鼠施以KYN,與對CMS所產生的反應一致,發現海馬迴內發炎前驅細胞激素指標物MCP-1TNFα等的表現量上升以及神經可塑性的下降,而在KATs表現量上升的操縱組PGC-1α1小鼠則沒有這樣的反應。另外,控制組的小鼠暴露在CMS後,神經發育及存活所必須的神經營養因子BDNFGDNFNGF及誘導血管新生的血管內皮生長因子VEGF呈現下降的趨勢,這些因子也會在運動後的大腦被分泌;PGC-1α1小鼠在CMS後則無顯著變化。

這篇研究也同時證實了,一般的小鼠在連續運動八週之後,產生了與PGC-1α1基因轉殖鼠有高度相似性的基因表達:在肌耐力訓練後KAT1KAT3KAT4表現量皆上升,讓KYN得以進行轉換;而在人類骨骼肌細胞,PGC-1αPPARαPPARδ以及KATs在經歷連續三週的訓練刺激後,表現量皆顯著提升。這樣的結果顯示:透過骨骼肌內PGC-1α1-PPARs為標定主軸的調控,開啟了一條不需穿透血腦障壁的憂鬱症治療新路,而我們透過「運動」就可以達到抗憂鬱的效果。

降低血漿內KYN濃度可以防止慢性壓力所引起憂鬱症,PGC-1α1的調控有助於KATs的表現降低KYN形成憂鬱防護。因此,運動改造大腦並非只是個口號,而的的確確在細胞更甚至是基因表達的層次都可以看見運動所帶來的影響。覺得失落、絕望、鬱鬱寡歡嗎?其實「你」可以從這一刻開始幫幫自己!

參考資料來源:

1.Skeletal Muscle PGC-1α1 modulates Kynurenine Metabolism And Mediates Resilience To Stress-Induced Depression, LZ Agudelo, Cell

2.A PGC-1a Isoform Induced by Resistance Training Regulates Skeletal Muscle Hypertrophy, JL Ruas, Cell



[1] 在五週的時間裡,每天經歷一小段不舒適的壓力

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