脑部组织竟是马拉松选手能量来源?
2023/12/05 | via.媒体 美国《科学新闻》双周刊网站 | 收藏本文
对耐力项目的运动员来说,他们的大脑可能有些出乎意料的能量来源。
科学家10月中旬在美国生物学论文档案网站发表的一篇论文中说,马拉松选手在比赛中似乎依赖髓磷脂供能。髓磷脂是包裹在神经纤维周围的脂肪组织。对运动员脑部的扫描显示,马拉松比赛后的一两天里,这种组织似乎急剧减少。比赛结束两周后,这种大脑脂肪则恢复到和赛前差不多的水平。
这一发现表明,运动员长跑消耗的能量如此之多,以至于他们需要发掘新的燃料供应来保持大脑的顺畅运转。美国国家老龄问题研究所的神经影像学家穆斯塔法·布赫拉拉说:“这绝对是令人感兴趣的观察结果。很有可能在长时间的体育运动中,髓磷脂被用作能量来源。”
他说,如果这份报告的作者们观察到的情况属实,这项研究可能在治疗领域具有价值。了解跑步者的髓磷脂如何这么快复原,或许能为开发潜在的治疗方法提供线索——例如因衰老或神经退行性疾病而失去髓磷脂的人。
人脑中很大一部分含有髓磷脂,这种组织包裹神经纤维,起到绝缘体的作用,就像电线外部的橡胶层一样。这种隔绝作用使得电信号在神经细胞间迅速传递,保证了对脑功能来说至关重要的高速通信。
德国马克斯·普朗克多学科科学研究所的神经生物学家克劳斯-阿明·纳韦说,脂肪组织看似是一种承担简单工作的简单物质,但实际上可能不仅如此。他说:“在很长的时间里,人们认为髓鞘是一种组装好的、惰性的绝缘材料,一旦形成就不再有什么变化。”
如今有证据表明,髓磷脂是一种动态结构,会随着细胞条件的变化而增加或减少。这一理念被称为“髓磷脂可塑性”。纳韦说:“如今,这是研究课题的热点。”他说,脂肪分子和其他的髓鞘组成部分会经常翻转,把这种绝缘材料拆解和重塑。纳韦的团队实验已经显示,在老鼠体内,当糖类——大脑典型的能量来源——稀缺时,大脑细胞能够利用这些脂肪。
西班牙阿丘卡罗-巴斯克神经学中心和巴斯克自治区大学的神经生物学家卡洛斯·马图特则试图了解,这些脂肪是否也能维持耐力运动员的大脑。他是一名马拉松选手,并一直好奇在剧烈运动耗尽体内的能量储备后,人们的大脑如何继续工作。
他的团队利用核磁共振扫描了4名马拉松选手在赛前和赛后的大脑,两周后又对其中两名选手扫描。赛后一两天,研究小组看到脑部髓磷脂的量减少了。两周后,大部分髓磷脂又回来了,包裹神经纤维的组织再次变厚。
布赫拉拉说,这是一个迅速下降后又迅速恢复的过程,这一剧烈波动的观察结果引发了他思考。马图特和同事们把髓磷脂各层之间的水作为髓磷脂量的指标。更多的水表明有更多的髓磷脂。但布赫拉拉说,不能排除脱水的影响。如果跑步者在赛后脱水,他们的脑组织可能随之失水。
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