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运动、BDNF与能量代谢平衡研究进展 　　摘要：脑源性神经营养因子（BDNF）是神经营养因子（NTF）家族的一员。BDNF主要在中枢神经系统内表达，主要分布在海马、杏仁核和皮质，在外周系统心脏、脂肪和骨骼肌也有表达。酪氨酸激酶受体B （ tyrosine kinase receptor B，Trk B）是BDNF的特异性高亲和力受体，BDNF可通过与Trk B结合，激发各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能。脑源性神经营养因子（BDNF）及其受体酪氨酸激酶受体B （Trk B）基因突变或功能缺失均会导致机体能量代谢失衡。BDNF可通过调节神经元的生存、生长并维持其功能在学习和记忆中发挥着重要的作用，BDNF可通过中枢和/或外周的机制调节机体的能量代谢。BDNF是运动预防和治疗人体代谢紊乱的重要因子。运动可以改变中枢神经系统、外周组织细胞内，以及血液 BDNF 水平。 　　关键词： 健康促进；脑源性神经营养因子；酪氨酸激酶受体B；能量代谢；代谢平衡 　　中图分类号： G 804.2文章编号：1009-783X（2012）04-0371-05文献标志码： A 　　脑源性神经营养因子（brain derived neurotrophic factor， BDNF）是神经营养因子（neurotrophic factors，NTF）家族的一员。BDNF mRNA及蛋白主要在中枢神经系统内表达，主要分布在海马、杏仁核和皮质，也存在于纹状体、基底前脑、下丘脑、脑干和小脑，近来发现卵巢、心、肺、血小板和骨骼肌也有表达。酪氨酸激酶受体B（ tyrosine kinase receptor B，Trk B）是BDNF的特异性高亲和力受体，BDNF可通过与Trk B结合，激发各种信号传导通路而发挥其特殊的生物学功能。BDNF既可通过调节神经元的生存、生长并维持其功能在学习和记忆中发挥着重要的作用，也可通过中枢和/或外周的机制调节机体的能量代谢平衡。 　　1BDNF及其受体Trk B基因与能量代谢 　　人体和动物研究表明，BDNF Val66Met是BDNF最常见的基因单核苷酸多态性，BDNF Val66Met多态性系BDNF基因编码66氨基酸外显子区碱基G→A突变导致缬氨酸（Val）→蛋氨酸（Met），BDNF基因的多态性改变了细胞内pro-BDNF的转运和包装，继而使BDNF的分泌减少。BDNF Val66Met不但会对心理产生负面影响[1]，还会导致机体能量代谢失衡，引起肥胖或2型糖尿病[2]。Thorleifsson等[3]在2万5 344名冰岛人、2 998名荷兰人、1 890名欧裔美国人、1 160名非裔美国人和3 024名斯堪的纳维亚人中研究了30万5 846个基因单核苷酸多态性，BDNF Val66Met被确定在肥胖发生过程中发挥了重要作用。这一调查结果与其他研究结果一致，认为BDNF（Val66Met）基因多态性在饮食失调和能量代谢调节中起着重要作用[4]。BDNF +/-杂合子小鼠，表现为慢性贪食和能量代谢失衡，随着年龄的增长，逐渐发展为与年龄相关的肥胖，若脑室内注射BDNF可迅速扭转其肥胖状态[5]。BDNF转基因对肥胖和糖尿病大鼠模型都有治疗作用，BDNF转基因会使动物体重显著下降，并可减轻与肥胖相关的胰岛素抵抗[6]。为了使BDNF的表达量和体重下降幅度一致，Cao等[6]运用重组逆转滤过性病毒作为载体携带2个基因表达框（cassettes），一个是激活BDNF的表达，一个是通过特殊目标microRNA作用于BDNF，抑制BDNF的表达。当体重下降时，microRNA活性增强，BDNF表达受到抑制。这种方法是模仿人体的内源性生理反馈机制来扭转肥胖，使体重下降并保持在理想状态。另有研究表明，小鼠BDNF基因转录起始位点上游的857 kb处通过基因修饰可降低BDNF的基因表达，这种人为突变小鼠（Timo/Timo）表现为肥胖、糖耐量受损、高血糖、高胰岛素血症等症状[7]。 　　Trk B突变或功能缺失也会导致人和鼠类的能量代谢紊乱，导致贪食和病态肥胖[8]。Yeo等发现[9] Trk B编码基因突变（Y722C）会减弱Trk B受体的信号能力，导致人的重度肥胖。这也充分证明了BDNF调节机体能量代谢是通过与高亲和力受体Trk B受体结合发挥作用的。 　　Nakagawa等[10]认为BDNF对糖脂代谢的调节作用可能是 BDNF 的一种短期调节作用，它的作用可能与BDNF外周激素水平产生影响有关。在胰腺 α 细胞中也有BDNF 和Trk B 受体的表达，BDNF 通过抑制胰腺 α 细胞分泌过高的胰高血糖素[11]，从而实现血糖的调节，维护血糖的稳定。在中枢神经系统中BDNF也会受外周雌激素、睾酮和糖皮质激素等