运动是抗焦虑神器？Cell Metab新研究给出肯定答案！

图源：摄图网

在现代社会，焦虑似乎成了许多人的“标配”情绪。工作的压力、生活的琐事、未来的不确定性，都像一座座小山，压得人喘不过气来。MonTech研究院发布的《2024 年情绪经济消费人群洞察》显示，超 9 成人正承受着情绪压力的困扰，其中经济独立的焦虑占据首位，达到42.9%；紧随其后的是对人生目标的迷茫与焦虑，占比41.3%。此外，身材焦虑（32.2%）、学业与职业发展的双重焦虑（32.0%），以及健康方面的忧虑（25.3%）也不容忽视。这也让人们更加关注心理健康，共同寻找缓解焦虑的有效途径。

运动锻炼作为一种非药物干预手段，被广泛认为能够有效缓解焦虑状态。暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院张力教授团队在《Cell Metabolism》上发表了题为“Physical exercise mediates cortical synaptic protein lactylation to improve stress resilience”的研究成果，首次揭示了乳酸化介导的运动训练缓解焦虑的新机制。

图片来源：Cell Metabolism

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乳酸化——揭秘运动抗焦虑机制

乳酸化（lactylation）是指在细胞内对蛋白质进行修饰，从而改变蛋白质的功能和活性。以往的研究发现，在神经组织中，乳酸化修饰与神经兴奋密切相关，并且在神经退、脑损伤等问题的发生发展过程中也扮演着重要角色。研究人员发现，当人们运动时，身体会产生乳酸，它们在进入大脑后，有可能通过改变脑内蛋白质的乳酸化状态，有利于突触结构和功能的完整性，进而影响大脑的功能，最终缓解焦虑状态。

为了探究运动抗焦虑的乳酸化机制，暨南大学的研究团队进行了小鼠实验，选取了4-5周龄的慢性束缚应激（CRS）小鼠模型，被分为两组，一组进行为期14天的跑步机运动（每天1小时，速度为10米/分钟），另一组则作为对照组不进行运动。

实验结果显示，运动组的小鼠循环和大脑中的乳酸水平显著提高，并且成功预防了焦虑行为的发生。研究人员进一步分析发现，与正常小鼠相比，CRS小鼠血液、肝脏、肌肉和大脑内侧前额叶皮层（mPFC）的乳酸水平明显下降；而CRS小鼠在运动后，肌肉和肝脏中的乳酸水平升高，血液和mPFC的乳酸水平也升高。

图示：CRS和运动分别对乳酸水平的影响

为了更直接地证明这一点，研究团队直接给CRS小鼠模型静脉注射乳酸。研究人员发现，注射乳酸之后，CRS小鼠的焦虑样行为显著减少。相反，如果给小鼠注射抑制乳酸产生的物质，运动抗焦虑的作用就会显著减弱。该结果有力地证明了乳酸确实在运动抗焦虑中发挥着关键作用。

图示：乳酸确实是运动抗焦虑的关键

乳酸在生物体内的作用机制一直是科研领域的热点。小鼠脑组织在运动后经历了显著的乳酸化变化。通过全面的乳酸化检测，研究人员发现，小鼠运动后的乳酸化水平显著提升。这意味着运动不仅促进了乳酸的产生，还导致了细胞骨架与突触相关蛋白的乳酸化修饰水平发生显著变化。值得注意的是，富集分析揭示出这些差异修饰的蛋白主要集中在突触及突触囊泡的功能上，其中，突触蛋白SNAP91的乳酸化差异最为突出。

图示：在运动训练中，突触结构和功能的改善与SNAP91乳酸化的增强有关

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关键蛋白SNAP91大揭秘

在整个运动抗焦虑的乳酸化机制中，运动刺激组织产生乳酸分子，这些乳酸分子进入大脑后，促进了大脑内侧前额叶皮层（mPFC）中SNAP91等突触蛋白的乳酰化修饰，进而改善了mPFC突触结构和神经元活动性，最终缓解了小鼠的焦虑样行为。

图示：机制示意图

可见突触蛋白SNAP91起着至关重要的作用，SNAP91是一种在突触功能中扮演关键角色的蛋白质，它主要分布在神经元的突触部位，参与了突触小泡的形成、运输和融合等过程，对于神经递质的释放和突触传递的正常进行不可或缺。

在正常状态下，SNAP91蛋白的乳酸化水平保持着一定的平衡，这有助于维持突触结构的稳定和功能的正常发挥。当机体处于慢性束缚应激（CRS）等焦虑状态时，SNAP91的K885位点乳酸化水平会明显下调，突触的结构和功能也会受到损害，导致焦虑样行为的出现。

而当进行运动后，情况发生了变化。运动使得血液和大脑中的乳酸水平升高，这些乳酸分子进入大脑内侧前额叶皮层（mPFC）后，会促进SNAP91蛋白K885位点的乳酸化修饰增强。研究人员通过对SNAP91蛋白885位点进行定点突变（K885R），构建了特殊的突变小鼠，来深入探究SNAP91乳酸化的功能。

结果发现，这些突变小鼠的神经元兴奋性降低，突触传递功能出现障碍，表现出明显的焦虑样行为。即使让这些突变小鼠运动，SNAP91的乳酸化水平也被抑制，运动的抗焦虑效果也随机消失。这说明运动确实是通过促进SNAP91乳酸化，改善了小鼠的焦虑样行为，同时SNAP91乳酸化的调节具有区域特异性和运动强度依赖性。

图示：抑制SNAP91乳酸化会损害突触结构和功能

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小结

本研究揭示了运动抗焦虑的乳酸化机制，为理解该机制提供坚实的理论依据，也为运动训练改善焦虑行为提供了有力的科学证据。由于目前的研究还只是在小鼠模型上取得的成果，要将这些发现应用到人类身上，还需要更多挖掘和探索。之后还需进一步探讨乳酸化机制的细节，明确其在人类大脑中的作用方式和调控机制。同时也要注意研究不同人群对运动抗焦虑效果的差异，以及运动强度、时间、频率等因素对乳酸化和焦虑缓解的影响，以便为不同的人制定更加科学、合理的运动方案。

相信在不久的将来，对于焦虑群体而言，运动或将成为一种更为高效、安全的干预选择，让更多的人摆脱焦虑的困扰，享受健康、快乐的生活。让我们一起动起来，向焦虑说“再见”！

参考文献：

[1].Zong Z, Xie F, Wang S, et al. Alanyl-tRNA synthetase, AARS1, is a lactate sensor and lactyltransferase that lactylates p53 and contributes to tumorigenesis. Cell. 2024;187(10):2375-2392.e33. doi:10.1016/j.cell.2024.04.002

[2].Yan et al., Physical exercise mediates cortical synaptic protein lactylation to improve stress resilience, Cell Metabolism. 2024. doi:10.1016/j.cmet.2024.07.018

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