走进科学
脑组织可能是马拉松选手的燃料
研究发现马拉松跑者在长跑中可能利用神经细胞绝缘体髓鞘作为能量来源。
在耐力运动员中，一些脑力可能来自一个意想不到的来源。
科学家在10月10日发布于bioRxiv.org上的一篇论文中报告说，马拉松跑者在比赛中似乎依赖于包裹在神经纤维周围的脂肪组织——髓鞘来获取能量。跑者在马拉松比赛后的一两天内，这种组织似乎会急剧减少。而在比赛两周后，脑部脂肪几乎恢复到赛前水平。这一发现表明，运动员在跑步中消耗了如此多的能量，以至于需要利用新的能量来源来保持大脑的正常运转。
“这确实是一个引人入胜的观察，”巴尔的摩国家老龄化研究所的神经影像学科学家Mustapha Bouhrara说。“在长时间运动中，使用髓鞘脂质作为能量是很有可能的。”
如果研究作者所观察到的现象是真实的，Bouhrara认为，这项工作可能具有治疗意义。了解跑者髓鞘如何迅速恢复，可能为开发潜在的治疗方法提供线索，比如针对因衰老或神经退行性疾病而失去髓鞘的人。
人类大脑的大部分含有髓鞘，这种组织包裹着神经纤维，像橡胶包裹电线一样起到绝缘作用。这种绝缘让电信号能快速从一个神经细胞传递到另一个神经细胞，从而实现对大脑功能至关重要的高速通信。
这种脂肪组织似乎是一种简单的材料，有着简单的工作，但德国哥廷根马克斯·普朗克多学科科学研究所的神经生物学家Klaus-Armin Nave说，实际情况可能并非如此。“很长一段时间以来，人们认为髓鞘是组装好的、惰性的绝缘结构，一旦形成就不会有太大变化，”他说。
如今，有证据表明髓鞘是一个动态结构，其大小和丰度会根据细胞状况而变化。这一概念被称为髓鞘可塑性。“这是一个热门的研究领域，”Nave说。
脂肪分子和其他髓鞘成分会定期更新，分解绝缘材料并重新生成。在小鼠中，当大脑的典型能量来源——糖分稀缺时，大脑细胞可以利用这些不断变化的脂肪，Nave团队的实验表明。
西班牙莱奥亚阿楚卡罗巴斯克神经科学中心和巴斯克大学的神经生物学家Carlos Matute想知道这些脂肪是否也能维持耐力运动员的大脑。他是一名马拉松跑者，对人们在剧烈运动后体能耗尽后大脑如何继续工作感到好奇。
他的团队用MRI扫描了四名马拉松跑者在比赛前后的脑部，其中两名跑者在比赛两周后再次接受扫描。比赛后的一两天内，团队发现脑部髓鞘的数量减少了。Matute说，这表明包裹在神经纤维周围的髓鞘变薄了。两周后，大部分髓鞘恢复了，重新包裹在神经纤维周围。
Bouhrara说，这种快速下降和快速恢复是一个显著的结果，让他有所犹豫。Matute及其同事使用夹在髓鞘层之间的水作为髓鞘含量的代表。更多的这种水表明有更多的髓鞘。但你不能排除脱水的影响，Bouhrara说。如果跑者在比赛后脱水，他们的脑组织可能只是干燥了。
当向同事展示数据时，Matute曾听过这一观点。“在我们看来，这不是事实。”他表示，团队在跑者比赛后的几天内进行了扫描，因此他们有时间补充水分。而且，跑者的脑容量在比赛前后几乎保持不变。脱水的大脑可能会缩小，Matute说。“我们发现大脑完全没有收缩。”
现在，他的团队正在跟踪他们的发现；他们希望看到跑者髓鞘的减少是否会改变大脑功能，以及需要多长时间才能完全恢复。
Matute指出，他的研究结果并不意味着跑步对大脑有害。“完全不是，”他说。利用和补充能量储备可能是有益的，因为它锻炼了大脑的代谢机制。
本文译自 sciencenews，由 BALI 编辑发布。