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《Cell》子刊:大脑抗衰要“先苦后甜”!做到一点,保持年轻记忆

2023-08-11 14:00 作者:时光派官方  | 我要投稿


你知道吗?随着年纪的增长,大脑中的“糖”就变得尤为重要。要想保持年轻时敏锐的记忆力,就得在年轻时“减糖吃苦”,老年时则需要适当“加糖”。


来自波兰的科学家在《Cell》子刊发布文章,研究显示,通过抑制老年小鼠大脑内的糖原分解,可以减轻老年小鼠的记忆缺陷并刺激神经可塑性。相反,抑制年轻小鼠的糖原分解则会损害记忆形成。


保持记忆清晰如初,要靠大脑中的“糖”!先苦后甜,有助于大脑年轻态。




Part 1 年轻时要吃“苦”,降糖清晰大脑

这一次,研究人员使用了年轻小鼠(6周龄,相当于人20岁左右)和老年小鼠(20-22个月,60岁左右)进行了为期2周的“大脑控糖”试验


试验中,每个年龄段的小鼠被分成两组,一组腹腔注射糖原磷酸化酶抑制剂,另一组注射生理盐水进行对照。糖原磷酸化酶的作用是催化糖原分解,所以抑制这种酶的活性就可以抑制大脑中的糖原分解。


结果显示,对于年轻小鼠来说,抑制糖原分解会使小鼠海马体的记忆功能造成损伤,导致记忆障碍的出现


研究人员对小鼠的两项记忆能力进行了测量,NOR和NOL。NOR测试是通过观察动物是否能够辨别和识别新物体,从而评估它们的记忆能力。NOL测试则是评估动物是否能够记住和辨别物体的新位置,来评估空间记忆。


在2周后,实验组和对照组的年轻小鼠在NOR测试中的表现并没有什么差异。但是,接受糖原分解抑制剂的小鼠在NOL测试中明显表现不佳,比起对照组,它们需要更长的时间才能找到新物品的位置


小鼠NOR测试主要依靠负责长期记忆的大脑皮层和海马体共同作用,而NOL测试靠的更多是海马体功能。


由此可见,抑制年轻小鼠大脑中的糖原分解可能会导致小鼠大脑中海马体功能下降,让它对于环境的记忆能力减弱,形成记忆障碍



图注:对照组年轻小鼠(白)与试验组年轻小鼠(红)探索花费时间


根据试验数据,6周的小鼠还处于生长阶段,对照组的小鼠在这2周里记忆能力变得更强了,找东西花费的时间更少了,而试验组的小鼠却毫无长进,甚至比2周前更差了。


所以说,年轻时大脑里不能留太多糖原,还是正常分解糖原才能有更好的记忆能力


Part 2 老年加“糖”,记忆增强,敏捷如初


与年轻小鼠相比,对老年小鼠进行糖原抑制产生了截然不同的效果。2周后,老年小鼠对于物体的识别能力得到了提高,海马体的认知功能得到了改善


在试验中,小鼠一共会接触两个物体,中间间隔6小时,以评估小鼠的记忆能力。


在这14天里,注射糖原分解抑制剂让老年小鼠对于新物体的识别指数显著上升,也就是说小鼠识别新事物的时间大大缩短。然而,注射生理盐水的老年组则不然,识别新事物的时间变长了。



图注:老年实验组(黑)识别新事物时间缩短


此外,糖原分解抑制剂还缩短了老年小鼠探索第一个物体时的时间,这也是在对照组没有看到的现象。


这样一种物体记忆能力的提升可以得出,抑制糖原分解可以增强老年小鼠的认知能力、定向能力和探索动机


与此同时,NOL测试的结果表明,老年小鼠在抑制了糖原分解之后空间记忆能力也得到了改善。经过处理的小鼠很快就能熟悉新物体的位置,然后把更多的时间放在探索研究新事物上。


NOL更多依靠海马体功能,所以抑制糖原分解可以改善老年小鼠的海马体认知功能。鼠到老年,大脑里还是得多存些“糖”,这样才能有更好的记忆力



图注:抑制剂改善了老年小鼠的空间记忆


Part 3 大脑中的“糖”,调控神经元结构


明明一样都是使用抑制糖原分解,为什么在年轻和老年小鼠身上有这么不同的效果,这背后到底是什么原因?


由于抑制糖原分解主要影响的是记忆力,记忆力与神经元的可塑性高度相关,不同的神经元形态会带来不同的可塑性。为此,研究团队对小鼠大脑中神经元的树突棘密度和形态进行了研究。


团队发现,抑制糖原分解降低了年轻小鼠海马体树突棘的密度和长度,使得海马体可塑性下降,小鼠的空间定向能力就受到了影响


相反,糖原分解抑制让老年小鼠树突棘的数量发生显著转变,形态也从粗短的蘑菇状变成了细长的丝状伪足结构,这样的结构是年轻小鼠树突棘的主要形式,是高神经元可塑性的表现。



图注:不同小鼠的树突棘形态,从左到右为(年轻对照,年轻试验,老年对照,老年试验)


换句话说,年轻小鼠的神经元萎缩了,老年小鼠的神经元变强壮了。所以,老年小鼠的记忆功能得到了提升。



同时,抑制糖原分解对于大脑的影响也是有范围的,主要集中在海马体中,而大脑皮质没有什么改变。这也就进一步解释了为什么在年轻小鼠NOR测试中,抑制糖原分解并没有让结果产生变化。


由于抑制糖原分解让小鼠的树突棘发生了显著变化,促使研究团队测试海马体蛋白水平是否也发生了变化。小组之前的研究表明,大脑衰老和海马体蛋白质组的整体变化有关。


结果显示,在2周的试验中,老旧的海马体蛋白质组得到了复兴,老年动物大脑中许多有重要功能的蛋白质丰度都得到了上升,衰老的大脑因此重获新生


没想到小小的一个“控糖”之举,对于改善大脑衰老有这么大的效果,看来大脑中的“糖”还是很重要。


吃得苦中苦,方为人上人。人生讲究的就是一个先苦后甜,年轻时降糖,年老了加糖,让记忆时刻清晰,大脑保持好状态。


——TIMEPIE——

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