持续和间歇运动上调PGC-1α/Irisin/BDNF表达改善肥胖小鼠认知功能障碍

作     者：张鹏鹏 ZHANG Peng-Peng

作者机构：山西农业大学体育部山西晋中030801 

出 版 物：《中国生物化学与分子生物学报》 (Chinese Journal of Biochemistry and Molecular Biology)

年 卷 期：2023年第39卷第9期

页      面：1346-1355页

学科分类：0403[教育学-体育学] 040302[教育学-运动人体科学(可授教育学、理学、医学学位)] 04[教育学] 

基　　金：山西省教育科学“十四五”规划2021年度课题(No.SZ-21101)资助。 

主　　题：鸢尾素 脑源性神经营养因子 运动 前额叶 认知功能 炎症 氧化应激 

摘      要：本研究旨在探讨运动对高脂喂养诱导的肥胖小鼠前额叶PGC-1α、鸢尾素(irisin)、BDNF、氧化应激、炎症及认知功能的影响,为改善肥胖群体认知障碍的运动康复与靶标筛选提供实验依据。3月龄清洁级雄性C57BL/6J野生型小鼠,随机分为对照组、高脂饮食组、高脂饮食+中等强度持续运动组、高脂饮食+中高强度间歇运动组,每组10只。高脂饮食+中等强度持续运动组和高脂饮食+中高强度间歇运动组小鼠在高脂喂养12周,接受8周中等强度持续运动或中高强度间歇运动。行为学结果显示,与对照组比较,高脂饮食组小鼠脱粘实验反应时长显著增加(P0.01),Y迷宫试验自发交替百分比显著降低(P0.01),新型物体识别探索时间百分比显著降低(P0.01),结果表明,高脂饮食可导致小鼠认知功能障碍。Nissl染色和Western印迹结果显示,与对照组比较,高脂饮食组小鼠前额叶神经元尼氏体溶解和细胞凋亡增加(P0.01),前额叶PGC-1α、Irisin、BDNF、IL-10和T-SOD水平显著降低(P0.05,P0.01),IL-1β、TNF-α、NF-κB、裂解胱天蛋白酶3(cleaved caspase-3)、Bax/Bcl-2、ROS和MDA水平显著升高(P0.01),表明高脂饮食导致小鼠前额叶炎症、氧化应激和细胞凋亡,引发前额叶损伤。与高脂饮食组比较,高脂饮食+中等强度持续运动组和高脂饮食+中高强度间歇运动组,小鼠脱粘实验反应时长缩短(P0.01),Y迷宫探索自发交替百分比显著增加(P0.05,P0.01),新型物体识别探索时间百分比显著增加(P0.05,P0.01),表明持续有氧和间歇运动均可显著改善肥胖小鼠认知功能;前额叶神经元尼氏体溶解和细胞凋亡减少(P0.05,P0.01),PGC-1α、Irisin、BDNF、IL-10和T-SOD水平显著升高(P0.01),IL-1β、TNF-α、NF-κB、裂解胱天蛋白酶3、Bax/Bcl-2、ROS和MDA水平显著降低(P0.01),表明持续有氧和间歇运动均可降低前额叶炎症、氧化应激和细胞凋亡,改善肥胖诱导的前额叶损伤。持续和间歇运动均显著上调肥胖小鼠前额叶PGC-1α/Irisin/BDNF表达,抑制炎症和氧化应激,减少细胞凋亡,缓解肥胖诱导的前额叶损伤和认知功能障碍,且间歇运动效果优于持续运动。