大脑能量代谢的紊乱越来越被认为是情绪障碍发病机制中的关键因素。乳酸不仅仅是代谢产物，也在大脑能量稳态和神经功能调节中扮演着至关重要的角色。近年来，对乳酸在星形胶质细胞和神经元之间转运的研究及其表观遗传学效应，为探索乳酸在情绪调节中的多重作用提供了新的视角。运动通过调节大脑乳酸水平，进一步突显了乳酸作为情绪障碍治疗潜在靶点介导运动干预效益的前景。
2025年4月20日，华东师范大学体育与健康学院刘微娜教授课题组在Journal of Advanced Research（IF：11.4）发表了题为“From energy metabolism to mood regulation: The rise of lactate as a therapeutic target”的综述论文。该论文系统综述了情绪障碍相关的脑乳酸代谢异常及其对脑能量动态与信号通路的影响，着重探讨乳酸通过重塑神经发生、神经可塑性、血脑屏障功能及小胶质细胞溶酶体酸化等多重机制改善情绪障碍的干预潜能。特别指出，运动作为低风险干预手段，其通过乳酸代谢途径调控情绪的作用机制为临床治疗提供了新思路。
作为大脑核心能量代谢底物，乳酸通过星形胶质细胞-神经元乳酸穿梭（ANLS）机制实现动态平衡（图1）。血液中的葡萄糖经GLUT1转运至星形胶质细胞，经糖酵解生成乳酸后，通过单羧酸转运体（MCTs）传递至神经元，为其线粒体氧化供能。情绪障碍状态下，应激诱导的脑代谢紊乱会破坏能量稳态，导致突触信号传导异常与神经可塑性降低，而乳酸可通过补充神经元能量需求维持神经可塑性。
图1 乳酸作为能量底物在大脑能量供应及情绪调节中的作用
乳酸通过激活GPR81/HCAR1受体触发cAMP/PKA/CREB级联反应，上调脑源性神经营养因子（BDNF）表达，并协同NMDAR受体介导的钙信号增强神经发生（图2）。同时，乳酸通过调节SIRT1/FNDC5/PGC-1α通路促进线粒体生物合成，经ASIC1a受体减少活性氧（ROS）生成，并在表观遗传层面通过“乳酸化”修饰影响基因表达（图2）。这些机制共同支撑神经发生、突触可塑性与抗氧化应激，构成乳酸改善情绪障碍的核心分子基础。
海马齿状回神经发生依赖乳酸浓度梯度（图3）。乳酸通过单羧酸转运体MCTs维持输入/输出平衡，促进神经元增殖分化；而乳酸缺乏（如代谢抑制）或过量（如MCT1外排障碍）均损害神经发生，后者与PTEN通路异常导致的乳酸蓄积密切相关。这种双向调控特性提示乳酸稳态在神经发生中的关键作用（图3）。
乳酸也在神经血管偶联及微环境调控中发挥重要作用。星形胶质细胞终足通过释放乳酸参与神经血管耦合，调节脑血流与能量匹配（图4）。内皮细胞中乳酸通过增强紧密连接蛋白维持血脑屏障完整性，防止“漏脑”（Leaky brain）；小胶质细胞内乳酸通过激活V-ATP酶促进溶酶体酸化，增强自噬清除功能。这些作用从微环境层面为情绪障碍的代谢干预提供了靶点。
最后，运动通过外周和中枢的乳酸浓度调节可能在干预情绪障碍中发挥作用。运动时外周（肌肉/肝脏）乳酸经血脑屏障浓度梯度转运入脑，同时脑内神经元活动增强也自主生成乳酸（图5）。这种双源性乳酸升高不仅作为替代能源缓解代谢压力，还通过激活BDNF-TrkB信号、增强蛋白质翻译后修饰（如乳酸化）等机制促进突触可塑性与神经发生。
综上，乳酸通过能量供应、信号转导、脑功能重塑等多维度机制参与情绪调控，而运动诱导的乳酸动态变化为开发无创性代谢干预策略奠定了理论基础。
华东师范大学体育与健康学院刘微娜教授和漆正堂副研究员为论文共同通讯作者。华东师范大学博士研究生章森、硕士研究生何文柯，上海交通大学体育系助理教授夏杰为本文共同第一作者。
基金资助：国家自然科学基金（32271174），国家社会科学基金（23AZD092），中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（43800-20102-222000/006/014）
参考文献
Zhang S, Xia J, He W, Zou Y, Liu W, Li L, Huang Z, Li Q, Qi Z, Liu W. From energy metabolism to mood regulation: The rise of lactate as a therapeutic target. J Adv Res. 2025 Apr 20:S2090-1232(25)00262-0. doi: 10.1016/j.jare.2025.04.018. Epub ahead of print. PMID: 40262720.