Naukowcy potwierdzają znaczenie ćwiczeń dla funkcji poznawczych

Naukowcy potwierdzają znaczenie ćwiczeń dla funkcji poznawczych

Gromadzi się dowody na to, że ćwiczenia mogą poprawić funkcjonowanie mózgu oraz opóźnić lub zapobiec wystąpieniu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera i Parkinsona. Chociaż podstawowe mechanizmy pozostają niejasne, ostatnie badania sugerują, że wywołana wysiłkiem aktywacja układów obwodowych, takich jak mięśnie, jelita, wątroba i tkanka tłuszczowa, może wpływać na plastyczność nerwową. Specjalne wydanie Brain Plasticity przedstawia nowe badania i spostrzeżenia na temat plastyczności neuronów i roli czynników peryferyjnych w zdrowiu poznawczym.

Zidentyfikowano co najmniej tuzin czynników peryferyjnych, które wpływają na poziom neurotrofin, neurogenezę u dorosłych, zapalenie, plastyczność synaptyczną i funkcję pamięci.

Henriette van Praag, doktor, współredaktor gościnny i redaktor naczelny czasopisma, Charles E. Schmidt College of Medicine and Brain Institute, Florida Atlantic University

Stwierdzono, że katepsyna B (CTSB), miokina i neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BNDF) mają silne działanie neuroprotekcyjne. W nowym badaniu zaprezentowanym w specjalnym numerze naukowcy sprawdzili, czy zwiększenie intensywności ćwiczeń aerobowych zwiększy ilość CTSB i BDNF krążących we krwi. Szesnastu młodych zdrowych ochotników wykonywało ćwiczenia aerobowe na bieżni przy maksymalnym obciążeniu, a następnie przy 40%, 60% i 80% wydolności.

Krążące CTSB i BDNF mierzono w próbkach krwi pobranych po każdej sesji ćwiczeń, a ekspresję białek CTSB, BDNF i mRNA mierzono w tkance szkieletowej. Naukowcy odkryli, że ćwiczenia o wysokiej intensywności zwiększyły poziom krążącego CTSB u młodych dorosłych bezpośrednio po wysiłku oraz że tkanka mięśni szkieletowych wyrażała zarówno sygnał, jak i białko CTSB i BDNF.

„CTSB i BDNF to obiecujące cele terapeutyczne, które mogą opóźnić pojawienie się i postęp zaburzeń poznawczych” – powiedział główny badacz Jacob M. Haus, dr ze Szkoły Kinezjologii Uniwersytetu Michigan. „Potrzebne są przyszłe badania, aby wyjaśnić mechanizmy regulujące ich uwalnianie, przetwarzanie i rolę specyficzną dla typu włókien w tkance mięśni szkieletowych”.

W numerze specjalnym przedstawiono także nowe badania wskazujące, że CTSB może odgrywać rolę w kontroli funkcji poznawczych poprzez modulowanie szybkości przetwarzania oraz że ćwiczenia interwałowe zarówno o umiarkowanej, jak i wysokiej intensywności zwiększają poziom BDNF w surowicy i wydajność pamięci roboczej u młodych dorosłych kobiet.

Pięć artykułów przeglądowych dotyczy przesłuchów międzyorganicznych między mięśniami, wątrobą, tkanką tłuszczową, mikrobiomem jelitowym i mózgiem. Chociaż wiadomo, że ćwiczenia chronią centralny układ nerwowy, dopiero niedawno odkryto, że zależą one od wydolności hormonalnej mięśni szkieletowych. W swoim przeglądzie współautorzy dr Mamta Rai i dr Fabio Demontis, obaj z Oddziału Neurobiologii Rozwojowej Szpitala Dziecięcego St. Jude, podkreślają wpływ miokin, metabolitów i innych niekonwencjonalnych czynników, które pośredniczą w działaniu komunikacji mięśnie-mózg i mięśnie-siatkówka poprzez neurogenezę, syntezę neuroprzekaźników, proteostazę, nastrój, sen, funkcje poznawcze i zachowania żywieniowe po wysiłku fizycznym.

Książka elektroniczna Neuronauka

Zestawienie najważniejszych wywiadów, artykułów i aktualności z ostatniego roku. Pobierz kopię już dziś

Podnoszą również możliwość, że szkodliwe miokiny powstałe w wyniku braku aktywności i stanów chorobowych mięśni mogą stać się nowym przedmiotem interwencji terapeutycznej. „Sugerujemy, że dostosowanie sygnalizacji nerwów centralno-mięśniowych poprzez modulację miokin i miometabolitów może pomóc w walce z neurodegeneracją związaną z wiekiem i chorobami mózgu, na które wpływają sygnały systemowe” – stwierdzili.

Mężczyźni i kobiety wykazują różnice w biologicznych reakcjach na aktywność fizyczną, a także w podatności na wystąpienie, postęp i konsekwencje chorób neurodegeneracyjnych. Przegląd autorstwa współautorów dr Constanzy J. Cortes z Uniwersytetu Alabama w Birmingham i dr Zurine De Miguel z California State University omawia nowe badania dotyczące różnic między płciami w reakcji układu odpornościowego na ćwiczenia jako potencjalny mechanizm, poprzez który ćwiczenia wpływają na mózg.

„Niepotwierdzone dowody sugerują, że odpowiedź immunologiczna na ćwiczenia może być wzmocniona u kobiet, ale potrzebne są dalsze badania” – zauważają stanowczo dr Cortes i dr De Miguel. „Aby wyjaśnić różnice między płciami w procesie starzenia się poznawczego i chorób neurodegeneracyjnych związanych z wiekiem, a także opracować nowe cele terapeutyczne, potrzebne są interdyscyplinarne badania integrujące neuronaukę, fizjologię ćwiczeń i geronaukę”.

Badania nad interakcją między mózgiem a tkanką tłuszczową, w szczególności nad hormonem, który może przenikać przez BBB i wykazano, że poprawia funkcję neuronów w zwierzęcych modelach choroby Alzheimera; coraz więcej dowodów na to, że mikrobiom jelitowy może regulować neurogenezę; Dokonano także przeglądu badań nad wpływem ćwiczeń i diety na sygnalizację BDNF w hipokampie, sugerując metody leczenia chorób neurodegeneracyjnych.

„Badania zebrane w tym numerze potwierdzają znaczenie ćwiczeń dla funkcji pamięci” – powiedziała współredaktorka Christiane D. Wrann, doktor, DVM, Massachusetts General Hospital i Harvard Medical School. „Mamy przyjemność podzielić się tym ekscytującym wydaniem specjalnym. W nadchodzących latach prawdopodobnie odkryje się o wiele więcej cząsteczek ogólnoustrojowych istotnych dla mózgu, które mogą stanowić podstawę dla nowych podejść terapeutycznych do chorób neurodegeneracyjnych”.

Źródło:

Prasa IOS

.