Исследование показало, что мышцы посылают химические сигналы в мозг во время тренировки

Все больше данных подтверждают идею о том, что физические упражнения полезны как для тела, так и для ума.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Neuroscience, связь между физической активностью и здоровьем мозга может быть еще более тесной.

Исследователи изучили, как химические сигналы, вырабатываемые мышцами во время движения, приводят к развитию нейронов в мозге. В частности, они изучали, как физические упражнения влияют на гиппокамп.

Гиппокамп — это часть мозга, которая отвечает за хранение долговременной памяти.

«Это исследование является первой попыткой понять основной механизм, с помощью которого физическая активность или упражнения могут влиять на мозг. Давно известно, что упражнения поддерживают здоровье мозга и улучшают настроение и познавательные способности», — сказал доктор Эндрю Ньюберг, нейробиолог. и директор по исследованиям Института интегративного здоровья Маркуса и врач Университетской больницы Джефферсона. «Это исследование показывает, что мышечные клетки могут испускать химические сигналы, которые оказывают влияние на нейроны. Таким образом, это исследование выходит на более глубокий молекулярный уровень, связанный с этим эффектом».

Ки Юн Ли, аспирант в области механических наук и инженерии в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейне и ведущий автор исследования, рассказал Healthline, что исследование показывает, как химические вещества из мышц могут воздействовать на ключевые части мозга, включая нейроны в гиппокамп.

«Известно, что физические упражнения улучшают когнитивное здоровье за ​​счет изменения нейронов гиппокампа в мозге», — рассказал Healthline Ки Юн Ли, аспирант в области механических наук и инженерии в Университете Иллинойса в Урбане-Шампейн и ведущий автор исследования. «Наше исследование дает новое представление о том, как химические сигналы от сокращающихся мышц in vitro могут ускорить созревание нейронов гиппокампа и способствовать формированию нейронных сетей».

Это исследование подчеркивает критическую роль астроцитов, специализированных клеток, которые окружают и поддерживают нейроны головного мозга, в регуляции развития нейронных сетей гиппокампа.

Подчеркивая важную роль астроцитов в регуляции активности нейронов, которую часто упускают из виду в исследованиях мозга, исследование предполагает, что разработка новых методов лечения неврологических расстройств может потребовать рассмотрения не только нейронов, но и астроцитов.

Ли отметил, что в ходе исследования команда обнаружила, что удаление астроцитов из клеточных культур приводит к тому, что нейроны становятся «гипервозбудимыми», что можно определить как ситуацию, когда нейрон с большей вероятностью активируется стимулом.

По крайней мере, в одном исследовании 2022 года, опубликованном в журнале Translational Psychaitry, исследователи обнаружили, что «аномально повышенная активность нейронов» является распространенным признаком болезни Альцгеймера и, по-видимому, связана с более выраженным снижением когнитивных функций.

Результаты нового исследования могут «иметь важное значение для понимания и лечения неврологических расстройств, таких как эпилепсия, вызванная гипервозбудимостью нейронов», — сказал Ли.

Лечение астроцитов может включать изучение подходов, нацеленных на астроциты для регулирования их активности и предотвращения гипервозбудимости нейронов, что потенциально открывает новые возможности для лечения неврологических расстройств, добавил Ли.

Ньюберг отметил, что для проверки этих ранних результатов необходимы дополнительные исследования, но исследование интересное.

«Общий вывод заключается в том, что клетки гиппокампа, которые играют центральную роль в сетях мозга, опосредующих когнитивные функции и память, подвергаются воздействию мышечных клеток через астроциты, которые являются важными поддерживающими клетками в мозге», — объяснил Ньюберг. «Этот сложный каскад, показанный в этом исследовании, показывает, как мозг реагирует на физические упражнения».

Результаты исследования подтверждают растущее количество доказательств того, что физические упражнения полезны не только для физического здоровья, но и для когнитивного здоровья.

В частности, результаты показывают, что химические сигналы от сокращающихся мышц могут запускать сигнальный путь, который улучшает когнитивные функции и может иметь терапевтический потенциал для лечения неврологических расстройств.