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《细胞·代谢》:过度运动真伤脑!湘雅团队发现,过度剧烈运动会促使肌肉释放线粒体外囊泡,损害突触线粒体运输,最终导致认知功能受损

来源:奇点网 2025-12-06 10:37

过度剧烈运动导致的乳酸堆积会刺激肌肉分泌线粒体来源外囊泡(MDV),干扰向突触的线粒体运输和突触能量供应,最终导致认知功能障碍。

运动的健康益处不用多说,不仅强身健体、预防疾病,有不少研究发现运动对认知也很有好处。但俗话说过犹不及,运动与健康之间的关系呈现的也是一条倒J型曲线——过度运动会导致肌肉疲劳、心血管功能障碍,与认知下降也存在关联。

今日,《细胞·代谢》杂志发表了来自中南大学湘雅医院罗湘杭/彭慧团队的论文,研究者们发现,过度剧烈运动导致的乳酸堆积会刺激肌肉分泌线粒体来源外囊泡(MDV),干扰向突触的线粒体运输和突触能量供应,最终导致认知功能障碍。

所以说呀,运动,还是适量的好!

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过度运动与认知能力下降有关,这是不少临床研究都有观察到的结论。至于背后到底是什么原因,我们一直都不是很清楚。

研究者们分析了英国生物库数据,将体力活动量化为代谢当量(MET),与参与者的认知指标进行了相关性分析。316678人数据分析结果显示,较高的体力活动与认知表现较差有关,活动水平最高组在各个认知领域的标准化评分均显著低于人群平均水平。

中位随访13.7年的长期认知结局,分析结果显示,总体力活动与认知障碍风险之间呈现J型关联,每周运动3972 MET-分钟时收益最大化。值得注意的是,中等强度运动者在越过风险最低点后,认知障碍风险也并未进一步增加,但对剧烈运动者来说,最优收益点出现在1216 MET-分钟。

由此可以见得,过度剧烈运动,确实与认知障碍风险升高有关联。

研究者在小鼠中进行试验探索了背后的机制。小鼠接受中等强度运动训练,每周运动量达到281 MET-分钟时,表现出了明显的认知获益;高强度运动小鼠虽然在起初也出现了认知获益,但MET进一步升高以后,认知获益转为持续的负面效果,小鼠的学习和记忆能力都显著受损。

由于认知功能障碍与海马体突触丢失有关,研究者也进行了相应的组织学分析,结果显示过度运动小鼠海马神经元的树突棘密度显著降低,神经元突触结构显著受损。

另一方面,过度运动小鼠的骨骼肌也发生了显著的变化,肌肉线粒体出现了明显的形态和结构改变,过度运动带来的高水平乳酸积累,通过ATF5乳酰化促进了线粒体来源外囊泡(MDV)分泌,其中含有丰富的线粒体标志物,包括高水平的mtDNA和表面标志物PAF。

这些MDV可通过循环分布到全身,包括穿越血脑屏障进入大脑,主要分布于海马神经元。

MDV的表面标志物PAF与突触中的线粒体锚定蛋白SNPH结合,促使MDV在突触末端积累,占据了正常线粒体的位置,造成了突触能量供应的缺失;另一方面,MDV中含有的高水平mtDNA激活了cGAS-STING通路,抑制了线粒体运输蛋白KIF5的表达,阻碍了海马线粒体向突触运输,造成了突触功能障碍。

最后,研究者招募了45名不同运动水平的志愿者,在其运动后采集血样,确定循环乳酸水平与MDV之间存在显著正相关。进一步的随机对照试验结果显示,过度剧烈运动会导致MDV水平升高,志愿者流体智力评分和数字记忆能力降低。

综上所述,过度剧烈运动属实有点危害大脑了,“适度”才是保护认知的秘诀。


参考资料:

[1]Huang, Y., Hu, B., Luo, X., Peng, H., et al. (2025). Excessive vigorous exercise impairs cognitive function through a muscle-derived mitochondrial pretender. Cell Metabolism, 37(12), 1234–1248. https://doi.org/10.1016/j.cmet.2025.11.002

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