运动、BDNF及能量代谢平衡探究进展

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1、运动、BDNF及能量代谢平衡探究进展摘要：脑源性神经营养因子(BDNF)是神经营养因子(NTF)家族的一员。BDNF主要在中枢神经系统内表达，主要分布在海马、杏仁核和皮质，在外周系统心脏、脂肪和骨骼肌也有表达。酪氨酸激酶受体B(tyrosinekinasereceptorB,TrkB)是BDNF的特异性高亲和力受体，BDNF可通过与TrkB结合，激发各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能。脑源性神经营养因子(BDNF)及其受体酪氨酸激酶受体B(TrkB)基因突变或功能缺失均会导致机体能量代谢失衡。BDNF可通过调节神经元的生存、生长并维持其

2、功能在学习和记忆中发挥着重要的作用，BDNF可通过中枢和/或外周的机制调节机体的能量代谢。BDNF是运动预防和治疗人体代谢紊乱的重要因子。运动可以改变中枢神经系统、外周组织细胞内，以及血液BDNF水平。关键词：健康促进；脑源性神经营养因子；酪氨酸激酶受体B；能量代谢；代谢平衡中图分类号：G804.2文章编号：1009-783X(2012)04-0371-05文献标志码：A脑源性神经营养因子(brainderivedneurotrophicfactor,BDNF)是神经营养因子(neurotrophicfactors,NTF)家族的一员。BDN

3、FmRNA及蛋白主要在中枢神经系统内表达，主要分布在海马、杏仁核和皮质，也存在于纹状体、基底前脑、下丘脑、脑干和小脑，近来发现卵巢、心、肺、血小板和骨骼肌也有表达。酪氨酸激酶受体B(tyrosinekinasereceptorB,TrkB)是BDNF的特异性髙亲和力受体，BDNF可通过与TrkB结合，激发各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能。BDNF既可通过调节神经元的生存、生长并维持其功能在学习和记忆中发挥着重要的作用，也可通过中枢和/或外周的机制调节机体的能量代谢平衡。1BDNF及其受体TrkB基因与能量代谢人体和动物研究表明，BDN

4、FVal66Met是BDNF最常见的基因单核昔酸多态性，BDNFVal66Met多态性系BDNF基因编码66氨基酸外显子区碱基G-A突变导致颂氨酸(Vai)-蛋氨酸(Met),BDNF基因的多态性改变了细胞内pro-BDNF的转运和包装，继而使BDNF的分泌减少。BDNFVal66Met不但会对心理产生负面影响［1］,还会导致机体能量代谢失衡,引起肥胖或2型糖尿病［2］oThorleifsson等［3］在2万5344名冰岛人、2998名荷兰人、1890名欧裔美国人、1160名非裔美国人和3024名斯堪的纳维亚人中研究了30万5846个基因单核

5、昔酸多态性，BDNFVal66Met被确定在肥胖发生过程中发挥了重要作用。这一调查结果与其他研究结果一致，认为BDNF(Val66Met)基因多态性在饮食失调和能量代谢调节中起着重要作用［4］。BDNF+/-杂合子小鼠，表现为慢性贪食和能量代谢失衡，随着年龄的增长，逐渐发展为与年龄相关的肥胖，若脑室内注射BDNF可迅速扭转其肥胖状态［5］。BDNF转基因对肥胖和糖尿病大鼠模型都有治疗作用，BDNF转基因会使动物体重显著下降，并可减轻与肥胖相关的胰岛素抵抗［6］。为了使BDNF的表达量和体重下降幅度一致，Cao等［6］运用重组逆转滤过性病毒作为

6、载体携带2个基因表达框(cassettes),一个是激活BDNF的表达，一个是通过特殊目标microRNA作用于BDNF,抑制BDNF的表达。当体重下降时，microRNA活性增强，BDNF表达受到抑制。这种方法是模仿人体的内源性生理反馈机制来扭转肥胖，使体重下降并保持在理想状态。另有研究表明，小鼠BDNF基因转录起始位点上游的857kb处通过基因修饰可降低BDNF的基因表达，这种人为突变小鼠(Timo/Timo)表现为肥胖、糖耐量受损、高血糖、高胰岛素血症等症状［7］。TrkB突变或功能缺失也会导致人和鼠类的能量代谢紊乱，导致贪食和病态肥胖

7、⑻。Yeo等发现［9］TrkB编码基因突变(Y722C)会减弱TrkB受体的信号能力，导致人的重度肥胖。这也充分证明了BDNF调节机体能量代谢是通过与高亲和力受体TrkB受体结合发挥作用的。Nakagawa等［10］认为BDNF对糖脂代谢的调节作用可能是BDNF的一种短期调节作用，它的作用可能与BDNF外周激素水平产生影响有关。在胰腺a细胞中也有BDNF和TrkB受体的表达，BDNF通过抑制胰腺a细胞分泌过高的胰高血糖素［11］,从而实现血糖的调节，维护血糖的稳定。在中枢神经系统中BDNF也会受外周雌激素、睾酮和糖皮质激素等激素的调节作用。雌

8、激素、睾酮使中枢BDNF含量升高,但较多的糖皮质激素却可使中枢BDNF含量降低［12］。另外,BDNF和TrkB受体表达也会受到T3的抑制［13］。T3和糖皮质激素