Това е втората част на статията за това как упражненията се отразяват на мозъка

Ефекти на упражнениенията

Физическата активност увеличава обема на хипокампуса на мозъка и подобрява ученето и паметта при мишки и хора. Изследванията на мишки са свързани тези ефекти с растежа и зреенето на нови неврони. Сега изследователите започват да разкриват молекулярните механизми, които свързват упражненията с тези когнитивни ползи.

Въпросът е, как тези фактори променят експресията на гените в мозъка? През 2009 г. неврологът Ханс Реул от университета в Бристол и колегите му публикуват едно от първите проучвания за епигенетични промени, които настъпват в резултат на упражненията. Екипът изправя плъхове пред стресиращи ситуации, поставяйки ги в нова среда в клетката или принуждавайки ги да плуват в чаша вода. След стресиращите преживявания, активните животни са били по-малко стресирани, отколкото техните по-лениви партньори, когато повторно са били вкарани в стресиращата среда. Плъховете, които са се упражнявали, прекарват по-малко време в проучване на новата клетка или в борбата с водата, където вместо това плават с главата си над водата. Изводите показват, че комбинацията на бягане и стрес, помага на животните да се справят по-добре с последващия стрес.

„Епигенетичните промени, предизвикани от упражнения, имат забележителна способност да регулират синаптичната и когнитивната пластичност „, казва Фернандо Гомес-Пинила, невролог от Калифорнийския университет в Лос Анджелис, който е водил няколко подобни проучвания.

След проучването на Реул още много учени в тази обаст съобщават за ацетилиране и други епигенетични промени, които свързват упражненията с мозъка при гризачи. Моисей Чао, молекулярен невробиолог от Нюйоркското училище по медицина и колегите му наскоро установяват, че мишките, които често се движат на колело, имат по-високи нива на BDNF и на кетон, който е страничен продукт на мастния метаболизъм, освободен от черния дроб.

Инжектирането на кетона в мозъка на мишките, които не са се движили, спомага за инхибиране на хистон деацетилазите и увеличаване на експресията на BDNF в хипокампуса. Опитът показва как молекулите могат да преминат през кръвта, да пресичат кръвно-мозъчната бариера и да активират или инхибират епигенетичните маркери в мозъка.

Докато някои изследователи проучват епигенетичната връзка между упражнения и когнитивна сила, други откриват неизвестни преди това връзки. През 2016 г. например ван Праг, който сега е в Атлантическия университет „Мозъчен институт“ във Флорида и колеги открили, че протеин, наречен катепсин В, който се отделя от мускулните клетки по време на физическа активност, е необходим, за да стимулира неврогенезата при мишки. В тъканните култури на възрастни хипокампални невронни прогениторни клетки, катепсин В повишава експресията на BDNF и нивата на неговия протеин и подобрява експресията на ген, наречен двойнокортин (DCX), който кодира протеин, необходим за нервна миграция. 

„Никой не вярва, че упражненита ще бъдат магически куршум. Но това не означава, че не трябва да ги правим.“ – Кърк Ериксон, университет в Питсбърг

Екипът на ван Прааг също установява, че нечовекоподобните примати и хората, които се упражняват на бягащи пътеки, имат повишени кръвни серумни нива на катепсин В след упражнения. След четири месеца бягане на пътечка три дни в седмицата в продължение на 45 минути или повече, участниците засилват паметта си в сравнение с началото на проучването.

Няколко изследователски групи опитват да намерят други молекули, които се освобождават по време на тренировка, които биха могли да подобрят дейността на BDNF и други гени, които подобряват мозъчната дейност.

Лечебно действие

От 80-те години изследванията на хората сочат връзката между упражненията и засилването на  когнитивната функция. Разбирането на тази връзка е от особено значение за пациентите с неврологични заболявания.

В Университетът на Южна Калифорния, неврологът Джизел Пезингер от десетилетия лекува пациенти с болестта на Паркинсон. Тя е открила, че тези, които правят физически упражнения, могат да подобрят равновесието и походката си. Подобно наблюдение показва, че мозъкът запазва известна пластичност дори и след появата на симптоми на заболяването, твърди тя.

Преди няколко години Пезингер и нейните колеги започват да проучват модел на болестта на Паркинсон при мишки. Екипът установява, че активните мишки имат повече допаминови рецептори в базата на ганглиите – група невронни структури, важни за движението, ученето и емоциите.

Нивата на допаминовите рецептори корелират с мозъчната пластичност, а загубата на допаминовите рецептори е един от признаците на Болестта на Паркинсон. Като се използва антагонист на допамина като радиоактивен индикатор, екипът установява, че пациентите, които ходят на бягаща пътечка три пъти седмично в продължение на осем седмици, увеличават броя на допаминовите рецептори в базалните ганглии.

Очаквайте продължение…

Прекрасен ден!

Източници:

  1. A. Collins et al., “Exercise improves cognitive responses to psychological stress through enhancement of epigenetic mechanisms and gene expression in the dentate gyrus,” PLOS ONE, 4:e4330, 2009.
  2. S.F. Sleiman et al., “Exercise promotes the expression of brain derived neurotrophic factor (BDNF) through the action of the ketone body β-hydroxybutyrate,” eLife, 5:e15092, 2016.
  3. H.Y. Moon et al., “Running-induced systemic cathepsin B secretion is associated with memory function,” Cell Metab, 24:332–40, 2016.
  4. B.E. Fisher et al., “Exercise-induced behavioral recovery and neuroplasticity in the 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine–lesioned mouse basal ganglia,” J Neuro Res, 77:378–90, 2004.
  5. https://www.the-scientist.com/

Написана от: Ваня Стоянова

Може и да харесате също:
Защо е важно да тренираме ядротоКак упражненията помагат на мозъка III

Остави съобщение:

,

(по желание)

Няма коментари.