随着年龄增长,构成肠道微生物组的微生物群落平衡会持续恶化:诱发炎症的菌群数量增加,而制造有益代谢物的菌群数量减少。通过在鳉鱼和小鼠中进行的年轻供体向老年受体的粪便微生物移植研究,我们已大致了解这种变化对退行性衰老的贡献程度。接受年轻肠道微生物组组成的老年受体表现出健康状况改善和寿命延长。
已知持续的运动计划能改善肠道微生物组的组成,减轻部分已知的年龄相关变化。这可能是由于免疫功能得到提升,从而使免疫系统更有能力清除不需要的炎症性微生物。人们认为,运动降低年龄相关疾病风险和死亡率的显著效果中,有一部分可能归因于改善的肠道微生物组。通常的问题在于,这部分贡献究竟有多大。
在今日的开放获取论文中,研究人员报告了一项在老年小鼠中进行的运动研究,旨在获取关于运动、健康与肠道微生物组组成关系的潜在启发性数据。最有趣的结果并非预期的健康益处,而是随着动物年龄增长,运动改变肠道微生物组的效果逐渐减弱。
衰老小鼠中运动对肠道微生物群-线粒体轴及认知功能的年龄依赖性影响
衰老伴随着线粒体生物能量学、细胞凋亡调节和肠道微生物群稳态的进行性损伤,这些均导致认知能力下降。本研究调查了跑步机运动对肠道微生物群-线粒体-神经可塑性轴的影响在年轻(15个月)与老年(28个月)小鼠之间是否存在差异。雄性C57BL/6小鼠被随机分配至以下组别:早期久坐组、早期运动组、晚期久坐组或晚期运动组,并完成为期8周的跑步机训练方案。
认知功能通过被动回避测试和莫里斯水迷宫测试进行评估。海马体线粒体呼吸、钙离子保留能力及Bax/Bcl-2表达被量化,肠道微生物群组成通过16S核糖体RNA测序分析。
老年期不运动的小鼠表现出记忆障碍、线粒体氧化呼吸能力下降、钙离子保留能力降低、Bax表达增加、Bcl-2水平下降,以及乳酸杆菌、双歧杆菌和爱克曼菌丰度减少。运动显著改善了行为表现、线粒体功能和细胞凋亡平衡,同时增加了有益肠道微生物的数量。
值得注意的是,这些效果在晚期衰老小鼠中比早期衰老小鼠中显著更大。这些结果表明,运动调节微生物群-线粒体-大脑轴的效力随年龄变化。早期衰老期似乎代表一个更具响应性的生物学阶段,在此阶段运动对改善线粒体完整性、微生物群组成和认知弹性更为有效。这些结果提示,在衰老过程早期启动运动可能最大化神经保护效果,并延缓年龄相关功能衰退。
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