Hur fysisk träning skyddar hjärnan från stress-inducerad depression

I en studie i tidskriften Cell, Jorge Ruas och Maria Lindskog visar hur fysisk träning skyddar hjärnan från stressinducerad depression hos möss. Kredit: Ulf Sirborn

Fysisk träning har många gynnsamma effekter på människors hälsa, inklusive skydd mot stressinducerad depression. Hittills har emellertid mekanismerna som förmedlar denna skyddande effekt varit okända. I en ny studie på möss visar forskare vid Karolinska Institutet i Sverige att träning leder till förändringar i skelettmuskeln som kan rena blodet från ett ämne som ackumuleras under stress och är skadligt för hjärnan. Studien publiceras i den prestigefyllda tidskriften Cell.

”I neurobiologiska termer vet vi faktiskt fortfarande inte vad depression är. Vår studie representerar en annan bit i pusslet, eftersom vi ger en förklaring till de skyddande biokemiska förändringar som orsakas av som hindrar hjärnan från att skadas under stress, säger Mia Lindskog, forskare vid Institutionen för neurovetenskap vid Karolinska Institutet.

Det var känt att proteinet PGC-1α1 (uttalat PGC-1alpha1) ökar i skelettmuskeln med träning och förmedlar den fördelaktiga muskelkonditioneringen i samband med fysisk aktivitet. I denna studie använde forskare en genetiskt modifierad mus med höga nivåer av PGC-1α1 i skelettmuskler som visar många egenskaper hos vältränade muskler (även utan att träna).

Dessa och normala kontrollmöss utsattes för en stressig miljö, såsom höga ljud, blinkande ljus och omvänd dykande rytm med oregelbundna intervall. Efter fem veckor med mild stress hade normala möss utvecklat depressivt beteende, medan de genetiskt modifierade mössen (med vältränade muskelegenskaper) inte hade några depressiva symtom.

”Vår första forskningshypotes var att utbildade muskler skulle producera ett ämne med på hjärnan. Vi fann faktiskt motsatsen: vältränade muskler producerar ett enzym som rensar kroppen av skadliga ämnen. Så i detta sammanhang påminner muskelfunktionen om njuren eller levern, säger Jorge Ruas, huvudutredare vid Institutionen för fysiologi och farmakologi, Karolinska Institutet.

Forskarna upptäckte att möss med högre nivåer av PGC-1α1 i muskler också hade högre nivåer av enzymer som kallas KAT. KAT omvandlar ett ämne som bildas under stress (kynurenine) till kynureninsyra, ett ämne som inte kan passera från blodet till hjärnan. Den exakta funktionen av kynurenin är inte känd, men höga nivåer av kynurenin kan mätas hos patienter med psykisk sjukdom. I denna studie visade forskarna att när normala möss gavs kynurenin uppvisade de depressivt beteende, medan möss med ökade nivåer av PGC-1α1 i muskler inte påverkades. I själva verket visar dessa djur aldrig förhöjda kynureninnivåer i blodet eftersom KAT-enzymerna i deras vältränade muskler snabbt omvandlar det till kynureninsyra, vilket resulterar i en skyddande mekanism.

”Det är möjligt att detta arbete öppnar upp en ny farmakologisk princip vid behandling av depression, där man kan försöka påverka funktion istället för att rikta in sig direkt på hjärnan. Skelettmuskulatur verkar ha en avgiftningseffekt som, när den är aktiverad, kan skydda hjärnan från förolämpningar och relaterad psykisk sjukdom, säger Jorge Ruas.

Depression är en vanlig psykiatrisk störning över hela världen. Världshälsoorganisationen (WHO) uppskattar att mer än 350 miljoner människor drabbas.

Mer information: 'Skelettmuskel PGC-1α1 modulerar Kynurenin-metabolism och förmedlar motståndskraft mot stressinducerad depression', Leandro Z. Agudelo, Teresa Femenía, Funda Orhan, Margareta Porsmyr-Palmertz, Michel Goiny, Vicente Martinez-Redondo, Jorge C. Correia, Manizheh Izadi , Maria Bhat, Ina Schuppe-Koistinen, Amanda Pettersson, Duarte MS Ferreira, Anna Krook, Romain Barres, Juleen R. Zierath, Sophie Erhardt, Maria Lindskog och Jorge L. Ruas, Cell, online 25 september 2014.

Tidskriftsreferens: Cell sök och mer info hemsida

Tillhandahålls av Karolinska Institutet sök och mer info hemsida

Ursprungliga artikeln