يمكن للتمارين الرياضية تحسين صحة الدماغ بشكل مباشر من خلال تعزيز النمو العصبي في الحُصين ، حيث تلعب الخلايا النجمية دورًا رئيسيًا في التوسط في التأثيرات. يمكن أن يؤدي هذا البحث إلى علاجات قائمة على التمارين للاضطرابات المعرفية مثل مرض الزهايمر.
تشير دراسة الإشارات الكيميائية من تقلص خلايا العضلات إلى طرق لتحسين صحة الدماغ من خلال التمرين.
درس باحثو بيكمان كيف تعزز الإشارات الكيميائية الصادرة عن العضلات المنقبضة صحة الدماغ. تكشف النتائج التي توصلوا إليها كيف تساعد هذه الإشارات في تطوير وتنظيم شبكات دماغية جديدة مع الإشارة إلى طرق لتحسين صحة الدماغ من خلال التمرين.
كثيرًا ما يُستشهد بالنشاط البدني كوسيلة لتحسين الصحة البدنية والعقلية. أظهر الباحثون في معهد بيكمان للعلوم والتكنولوجيا المتقدمة أنه يمكن أيضًا تحسين صحة الدماغ بشكل أكثر مباشرة. لقد درسوا كيف تعمل الإشارات الكيميائية الصادرة عن تمرين العضلات على تعزيز نمو الخلايا العصبية في الدماغ.
تم نشر عملهم في المجلة علم الأعصاب.
عندما تنقبض العضلات أثناء التمرين ، مثل العضلة ذات الرأسين التي تعمل على رفع الوزن الثقيل ، فإنها تطلق مجموعة متنوعة من المركبات في مجرى الدم. يمكن لهذه المركبات أن تنتقل إلى أجزاء مختلفة من الجسم ، بما في ذلك الدماغ. كان الباحثون مهتمين بشكل خاص بكيفية الاستفادة من التمارين في جزء معين من الدماغ يسمى الحُصين.
قال كي يون لي ، الحاصل على درجة الدكتوراه: “إن الحُصين منطقة مهمة للتعلم والذاكرة ، وبالتالي للصحة الإدراكية”. طالب في العلوم الميكانيكية والهندسة بجامعة إلينوي في أوربانا شامبين والمؤلف الرئيسي للدراسة. وبالتالي ، فإن فهم كيف تفيد التمارين الرياضية في الحُصين يمكن أن يؤدي إلى علاجات قائمة على التمرين لمجموعة متنوعة من الحالات ، بما في ذلك
“data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “> Alzheimer مرض.
الخلايا العصبية الحُصَينية (الصفراء) المحاطة بالخلايا النجمية (الخضراء) في مزرعة خلايا الدراسة. الصورة المقدمة من قبل المؤلفين. الائتمان: صورة مقدمة من مؤلفي الدراسة: طاهر سيف وجوستين رودس وكي يون لي
لعزل المواد الكيميائية الناتجة عن تقلص العضلات واختبارها على الخلايا العصبية في قرن آمون ، جمع الباحثون عينات صغيرة من خلايا عضلات الفئران وزرعوها في أطباق زراعة الخلايا في المختبر. عندما تنضج الخلايا العضلية ، تبدأ في الانقباض من تلقاء نفسها ، وتطلق إشاراتها الكيميائية في مزرعة الخلية.
أضاف فريق البحث المزرعة ، التي تحتوي الآن على الإشارات الكيميائية لخلايا العضلات الناضجة ، إلى مزرعة أخرى تحتوي على الخلايا العصبية في الحُصين وخلايا داعمة أخرى تسمى الخلايا النجمية. باستخدام مقاييس متعددة ، بما في ذلك التصوير المناعي والكالسيوم لتتبع نمو الخلايا ومصفوفات الأقطاب المتعددة لتسجيل النشاط الكهربائي للخلايا العصبية ، قاموا بفحص كيفية تأثير التعرض لهذه الإشارات الكيميائية على الخلايا في الحُصين.
كانت النتائج مذهلة. يؤدي التعرض للإشارات الكيميائية من الخلايا العضلية المنقبضة إلى قيام الخلايا العصبية في الحُصين بتوليد إشارات كهربائية أكبر وأكثر تواترًا ، وهي علامة على النمو القوي والصحة. في غضون أيام ، بدأت الخلايا العصبية في إصدار هذه الإشارات الكهربائية بشكل أكثر تزامنًا ، مما يشير إلى أن الخلايا العصبية معًا تشكل شبكة أكثر نضجًا وتحاكي تنظيم الخلايا العصبية في الدماغ.
ومع ذلك ، لا يزال لدى الباحثين أسئلة حول الكيفية التي تؤدي بها هذه الإشارات الكيميائية إلى نمو وتطور الخلايا العصبية في الحُصين. للكشف عن المسار الذي يربط التمرين بصحة دماغية أفضل ، ركزوا بعد ذلك على دور الخلايا النجمية في التوسط في هذه العلاقة.
قال لي: “الخلايا النجمية هي أول المستجيبين في الدماغ قبل أن تصل المركبات من العضلات إلى الخلايا العصبية”. ربما بعد ذلك لعبوا دورًا في مساعدة الخلايا العصبية على الاستجابة لهذه الإشارات.
وجد الباحثون أن إزالة الخلايا النجمية من مزارع الخلايا تسبب في قيام الخلايا العصبية بإصدار المزيد من الإشارات الكهربائية ، مما يشير إلى أنه بدون الخلايا النجمية ، استمرت الخلايا العصبية في النمو – ربما إلى درجة يمكن أن تصبح فيها غير قابلة للإدارة.
قال لي: “تلعب الخلايا النجمية دورًا حاسمًا في التوسط في تأثيرات التمارين الرياضية”. “من خلال تنظيم نشاط الخلايا العصبية ومنع فرط استثارة الخلايا العصبية ، تساهم الخلايا النجمية في التوازن الضروري لوظيفة الدماغ المثلى.”
إن فهم المسار الكيميائي بين تقلص العضلات ونمو الخلايا العصبية في الحُصين وتنظيمها هو مجرد الخطوة الأولى لفهم كيف تساعد التمارين في تحسين صحة الدماغ.
وقال لي: “في النهاية ، قد يساهم بحثنا في تطوير نظم تمارين أكثر فاعلية للاضطرابات المعرفية مثل مرض الزهايمر”.
المرجع: “توصيل تقلصات الألياف العضلية بوساطة الخلايا النجمية يزامن تطور الشبكة العصبية الحصينية” بقلم كي يون لي ، وجوستين س. رودس ، ومحمد طاهر أ. سيف ، 2 فبراير 2023 ، علم الأعصاب.
DOI: 10.1016 / j.neuroscience.2023.01.028
بالإضافة إلى لي ، ضم الفريق أيضًا أعضاء هيئة التدريس في بيكمان جاستن رودس ، أستاذ علم النفس. وطاهر سيف استاذ العلوم الميكانيكية والهندسة والهندسة الحيوية.
التمويل: NIH /
“data-gt-translate-attributes =” ({“attribute =” “> المعاهد الوطنية للصحةمؤسسة العلوم الوطنية
