摘要：阿尔茨海默病(AD)的发病机制复杂,其中自由基是导致AD的主要原因之一,它与Aβ、tau蛋白相互作用促进老年痴呆的发展。适宜的运动训练可以提高脑内SOD、CAT等抗氧化酶的活性,增强机体清除自由基的能力。
关键词：阿尔兹海默症；运动疗法
中图分类号：G626.5文献标识码：A文章编号：ISSN1672-6715 （2019）08-186-01
阿尔茨海默病是一种广发于老年人的神经退行性疾病,以进行性认知功能障碍和记忆能力损伤为主要临床症状。目前关于阿尔茨海默病的发病机制尚不明确,只是从不同角度提出了几种假说,包括:β-淀粉样蛋白毒性学说、神经元纤维缠结学说、胆碱能损伤学说、钙平衡失调学说等。近年来氧化应激学说是当前研究的热点,它与Aβ沉积学说、tau蛋白理论、金属离子中毒学说[1]等均紧密相联。研究表明,适宜的运动训练可以提高体内SOD、CAT等抗氧化酶的活性,增强清除自由基的能力,预防和减缓阿尔茨海默病的发生和发展,因此运动训练可能是防止A D的一种潜在治疗方法。
1自由基与阿尔茨海默病
自由基是指外层轨道上含有不配对电子的原子、分子或原子团,这些未配对的电子具有获取电子的倾向,因此它们的化学性质活泼,反应性极强,可以和体内一些物质发生连锁反应导致生物膜破坏、生物分子交联、灭活及一些生理和生化过程发生紊乱。正常生理情况下,机体内存在着内源性抗氧化系统维持着氧化还原的平衡。在脑老化的过程中,抗氧化能力下降,神经元细胞膜上的不饱和脂肪酸被氧化,产生大量的自由基,包括超氧阴离子自由基、脂质过氧化物和羰自由基[2]等,这些自由基会通过与Aβ、tau蛋白相互作用,促进老年痴呆的形成。
1.1自由基与 Aβ
Aβ是AD患者的脑内老年斑的主要成分,脑内Aβ来源于其前体β淀粉样蛋白(amyloid precursor protein,APP)的水解,有Aβ- 40和Aβ-42两种。VED CHAUHAN等人[3]研究认为ROS可以激活β分泌酶和γ分泌酶,APP通过淀粉样蛋白途径裂解,Aβ含量增 多,Aβ可以产生自由基,自由基又可以进一步促进Aβ的聚集,形成恶性循环,进一步加重了阿尔茨海默病的发展。Butterfield DA 等人研究还发现,Aβ的氧化阻断了谷氨酸对谷氨酸转移酶和谷 氨酸合成酶兴奋性毒性的调节,导致Ca2+的动态平衡紊乱,增加了自由基的生成,最终导致细胞死亡。
1.2自由基与tau蛋白
神经元缠结是AD的另一主要特征,主要成分是过度磷酸化的tau蛋白,主要存在于大脑新皮质的锥体细胞及海马区。Tau蛋白是人脑中正常存在的磷蛋白,位于轴索和神经元胞体中,在相同的微管中间形成横桥,并与其它细胞骨架系统一起保证细胞内物质运输,故又称为微管相关蛋白。当tau蛋白高度磷酸化时,就会丧失与微管的结合能力,破坏细胞骨架稳定,导致分子间广泛交叉聚集形成双螺旋纤维(PHF),PHF是神经元缠结的主要组成成分。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆体内tau蛋白的磷酸化程度受蛋白激酶和磷酸激酶的调节,ROS可以导致体内钙离子稳态失调,大量内流的C a2+激活钙依赖性蛋白激酶及钙调蛋白激酶,促进Tau蛋白异常磷酸化。此外,ROS又可通过抑制能量代谢代偿性激活糖原合成激酶- 3β(GSK-3β)代偿性激活,进一步加重tau蛋白的磷酸化。
2不同方式的运动训练对抗氧化酶的影响
2.1耐力训练对抗氧化酶的影响
研究表明,虽然运动过程中交感神经兴奋,刺激机体的耗氧量加,ROS的释放增多,氧化应激加重,上调抗氧化防御系统的防御能力,但是长时间的耐力训练可以使机体的抗氧化系统产生适应性变化,减少氧化损伤。Hyun等研究发现,长时间的耐力训练 促进葡萄糖转运蛋白-1(GLUT-1)和脑源性神经营养因子(BDNF) 等蛋白质的表达增加,诱导包括超氧化物岐化酶-1(SOD-1)、过氧 化酶(CAT)和Bc-l 2的基因表达,增强机体抗氧化能力,使神经元免受氧化应激及兴奋毒性脑损伤,预防和延缓A D发生运动训练产生的这种适应性变化与运动强度有关,适宜的运动强度可以增加抗氧化酶的含量和活性,运动负荷过大会产生相反的效果,姚军成等人对雄性SD大鼠研究发现,一般负荷的游泳训练可以提高大脑SOD含量,过度负荷的刺激反而降低了大脑内的SOD含量。
2.2抗阻训练对抗氧化能力的影响
抗阻训练是指完全依靠力量克服一定外界阻力的运动,阻力 可来自他人、自身、重力、专门器械、杠铃、哑铃、弹簧、弹力带等,是 增强肌肉力量和耐力的练习方式。近来研究发现,跟耐力训练一样,都可以提高机体的抗氧化能力,王立丰等人对SAMP8雄性小鼠研究发现抗阻训练可以提高总SOD、CAT抗氧化酶的活性,减缓氧化损伤,李海鹏等人研究亦发现,8周的爬梯运动虽然未能减 少氧化损伤,也提高了 T-AOC、SOD、CAT的活性。
综上所述,抗阻和耐力训练都可以提高机体的抗氧化能力,增强机体清处自由基的能力,改善学习记忆能力,延缓阿尔茨海默病的发生和发展。但运动强度要适宜,运动负荷过大将会产生相反的效果。阿尔茨海默病是一种多发生在老年,以进行性认知障碍和记 忆力损伤为主要临床症状的神经系统退行性疾病,不仅严重影响 患者的生活质量,而且给家庭和社会带来沉重的负担。随着世界人 口趋向老龄化,阿尔茨海默病患者越来越多,已经成为现在医学亟 待解决的问题之一。近年来研究发现,脑内过量的自由基可以通过 不同的途径导致老年性痴呆,与Aβ毒性,tau蛋白磷酸化导致的神 经元缠结有密切关系,而适宜的运动训练可以提高机体的抗氧化酶活性,增强机体清处自由基的能力,对阿尔茨海默病有一定的缓解作用。
参考文献
[1]陈艳杏,孙圣刚.阿尔茨海默病中的钙紊乱机制研究进展[J].国际神经病学神经外科学杂志,2009,36(5):441-444.
[2]Smith M A,Rottkamp CA,Nunomura A,etal.Oxidative stress in Alzheimer＇s disease [J].Biochimicaet Bio physica Acta(BBA)Molecular Basis of Disease,2000,1502(1):139-144.
[3]SKOVRONSKY DM,LEE VM,TROJANOWSKI JQ.Neurodegenerative disease:new concepts of pathogenesis and theirtherapeutic implications[J].Annu Rev Pathol,2006,1:151-170.
论文作者:李衍昊
论文发表刊物:《基础教育课程》2019年8月16期
论文发表时间:2019/8/22
标签：蛋白论文; 自由基论文; 阿尔论文; 抗氧化论文; 机体论文; 磷酸化论文; 能力论文; 《基础教育课程》2019年8月16期论文;