iulie 21, 2024

Obiectiv Jurnalul de Tulcea – Citeste ce vrei sa afli

Informații despre România. Selectați subiectele despre care doriți să aflați mai multe

Cercetări fascinante dezvăluie modul în care exercițiile fizice stimulează sănătatea creierului cu semnale chimice

Cercetări fascinante dezvăluie modul în care exercițiile fizice stimulează sănătatea creierului cu semnale chimice

Exercițiile fizice pot îmbunătăți în mod direct sănătatea creierului prin promovarea dezvoltării neuronilor în hipocamp, astrocitele jucând un rol major în mediarea efectelor. Această cercetare ar putea duce la terapii bazate pe exerciții fizice pentru tulburări cognitive, cum ar fi boala Alzheimer.

Studierea semnalelor chimice generate de contractarea celulelor musculare indică modalități de îmbunătățire a sănătății creierului prin exerciții fizice.

Cercetătorii lui Beckman au studiat modul în care semnalele chimice de la contractarea mușchilor promovează creierul sănătos. Descoperirile lor dezvăluie modul în care aceste semnale ajută la dezvoltarea și reglarea noilor rețele cerebrale, indicând, de asemenea, modalități de îmbunătățire a sănătății creierului prin exerciții fizice.

Activitatea fizică este adesea citată ca o modalitate de a îmbunătăți sănătatea fizică și mentală. Cercetătorii de la Institutul Beckman pentru Știință și Tehnologie Avansată au arătat că poate îmbunătăți, de asemenea, sănătatea creierului mai direct. Ei au studiat modul în care semnalele chimice de la exercițiile musculare promovează creșterea neuronilor din creier.

Munca lor a fost publicată în jurnal Neurologie.

Atunci când mușchii se contractă în timpul exercițiului, cum ar fi bicepșii unei greutăți grele, ei eliberează o varietate de compuși în fluxul sanguin. Acești compuși pot călători în diferite părți ale corpului, inclusiv în creier. Cercetătorii au fost deosebit de interesați de modul în care exercițiile ar putea beneficia de o anumită parte a creierului numită hipocamp.

„Hipocampusul este o regiune importantă pentru învățare și memorie și, prin urmare, pentru sănătatea cognitivă”, a spus Ki Yun Lee, Ph.D. student în științe mecanice și inginerie la Universitatea din Illinois, Urbana-Champaign și autorul principal al studiului. Astfel, înțelegerea modului în care exercițiile beneficiază hipocampusul ar putea duce la terapii bazate pe exerciții pentru o varietate de afecțiuni, inclusiv[{” attribute=””>Alzheimer’s disease.

Hippocampal Neurons and Astrocytes

Hippocampal neurons (yellow) surrounded by astrocytes (green) in a cell culture from the study. Image provided by the authors. Credit: Image provided by the study authors: Taher Saif, Justin Rhodes, and Ki Yun Lee

To isolate the chemicals released by contracting muscles and test them on hippocampal neurons, the researchers collected small muscle cell samples from mice and grew them in cell culture dishes in the lab. When the muscle cells matured, they began to contract on their own, releasing their chemical signals into the cell culture.

The research team added the culture, which now contained the chemical signals from the mature muscle cells, to another culture containing hippocampal neurons and other support cells known as astrocytes. Using several measures, including immunofluorescent and calcium imaging to track cell growth and multi-electrode arrays to record neuronal electrical activity, they examined how exposure to these chemical signals affected the hippocampal cells.

The results were striking. Exposure to the chemical signals from contracting muscle cells caused hippocampal neurons to generate larger and more frequent electrical signals — a sign of robust growth and health. Within a few days, the neurons started firing these electrical signals more synchronously, suggesting that the neurons were forming a more mature network together and mimicking the organization of neurons in the brain.

However, the researchers still had questions about how these chemical signals led to growth and development of hippocampal neurons. To uncover more of the pathway linking exercise to better brain health, they next focused on the role of astrocytes in mediating this relationship.

“Astrocytes are the first responders in the brain before the compounds from muscles reach the neurons,” Lee said. Perhaps, then, they played a role in helping neurons respond to these signals.

The researchers found that removing astrocytes from the cell cultures caused the neurons to fire even more electrical signals, suggesting that without the astrocytes, the neurons continued to grow — perhaps to a point where they might become unmanageable.

“Astrocytes play a critical role in mediating the effects of exercise,” Lee said. “By regulating neuronal activity and preventing hyperexcitability of neurons, astrocytes contribute to the balance necessary for optimal brain function.”

Understanding the chemical pathway between muscle contraction and the growth and regulation of hippocampal neurons is just the first step in understanding how exercise helps improve brain health.

“Ultimately, our research may contribute to the development of more effective exercise regimens for cognitive disorders such as Alzheimer’s disease,” Lee said.

Reference: “Astrocyte-mediated Transduction of Muscle Fiber Contractions Synchronizes Hippocampal Neuronal Network Development” by Ki Yun Lee, Justin S. Rhodes and M. Taher A. Saif, 2 February 2023, Neuroscience.
DOI: 10.1016/j.neuroscience.2023.01.028

In addition to Lee, the team also included Beckman faculty members Justin Rhodes, a professor of psychology; and Taher Saif, a professor of mechanical science and engineering and bioengineering.

Funding: NIH/National Institutes of Health, National Science Foundation

READ  Modulul solar care orbitează surprinde coroana delicată a Soarelui în detalii uimitoare [Video]