• 文章导读

身体活动和高质量睡眠被认为是维持认知健康和延缓脑衰老的重要生活方式因素。既往研究已经证实，规律运动有助于促进神经发生、突触可塑性和脑血流改善，而良好睡眠则参与记忆巩固、突触稳态调节和脑内代谢废物清除。然而，运动和睡眠如何在分子层面共同作用于认知健康，仍缺乏一个统一的解释框架。

来自清华大学体育部以及新加坡国立大学公共卫生学院的研究团队在Biomedicines 发表综述文章“The Lactate Nexus: A Molecular Bridge Linking Physical Activity, Sleep, and Cognitive Enhancement”。文章提出乳酸枢纽 (Lactate Nexus) 概念，认为乳酸并非单纯的代谢废物，而是连接日间身体活动、夜间睡眠和认知增强的重要信号分子。

图1. 乳酸作为脑内能量底物和信号分子

研究指出，乳酸在脑内具有双重作用。一方面，星形胶质细胞可通过糖酵解产生乳酸，并经单羧酸转运体输送至神经元，为神经元线粒体ATP生成提供能量支持。另一方面，乳酸还可通过NMDA受体、HCAR1受体、NAD⁺/NADH氧化还原状态以及组蛋白乳酸化等通路，参与神经可塑性、神经炎症调控和基因表达调节。这些机制提示，乳酸可能是代谢状态与脑功能变化之间的重要分子媒介。

• 主要内容

文章进一步整合了运动和睡眠两个场景下的乳酸作用机制。中高强度身体活动可显著提升外周乳酸水平，乳酸通过血脑屏障进入中枢神经系统，并激活SIRT1/PGC-1α/BDNF等与神经可塑性相关的通路。同时，运动还可能上调脑内乳酸转运能力，增强线粒体功能，并为后续睡眠阶段的记忆巩固提供代谢准备。

在睡眠过程中，尤其是慢波睡眠阶段，脑内乳酸水平也会自波动。文章认为，这一夜间乳酸信号可能为海马锐波涟漪、记忆重放和突触重组提供能量支持，并可能参与胶淋巴系统介导的代谢废物清除。因此，身体活动和睡眠并非相互独立的脑健康因素，而可能通过乳酸信号构成一个连续的24小时调控过程。

图2. Lactate Nexus模型示意图

该模型显示，日间运动产生的乳酸信号可“预备”脑内代谢基础设施，包括乳酸转运、线粒体功能、星形胶质细胞糖原储备和表观遗传调控；夜间慢波睡眠则利用这一代谢基础，支持记忆巩固、脑内废物清除和长期认知韧性。文章还提出，组蛋白乳酸化可能是连接运动后代谢信号和睡眠期基因表达的重要整合机制。

• 研究总结及展望

本文从脑能量代谢、神经可塑性、神经炎症、线粒体功能和表观遗传调控等多个层面，阐述了乳酸在身体活动、睡眠和认知健康之间的桥接作用。乳酸枢纽模型为理解运动与睡眠的协同认知效应提供了新的理论框架，也提示乳酸可能成为未来脑健康评估、生活方式干预优化和认知衰退防控的重要生物标志物及干预靶点。未来研究仍需通过人群研究、脑成像技术和实验模型进一步验证运动—乳酸—睡眠—认知之间的因果链条。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2227-9059/14/1/253

• Biomedicines 期刊介绍

主编：Felipe Fregni, Harvard Medical School, USA

期刊主题涵盖人类健康和疾病的所有方面，如疾病的发病机制、转化医学、纳米医学、临床研究、基因疗法、细胞疗法、靶向治疗、生物制品、生物医学研究中的生物材料、天然生物活性分子、疫苗、靶向特异性抗体、重组治疗蛋白、生物成像、生物传感器、生物标志物、生物仿制药和纳米生物仿制药等。目前期刊已被SCIE、Scopus和PubMed等数据库收录。

2024 Impact Factor：4.5

2025 CiteScore：7.8

Time to First Decision：21 Days

Acceptance to Publication：2.8 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/biomedicines

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