سیگنال های شیمیایی ماهیچه‌ها در طول ورزش کردن، سلامت مغز را بهبود می بخشد

به گزارش سیناپرس همدان، فعالیت بدنی اغلب به عنوان وسیله ای برای بهبود سلامت جسمی و روانی ذکر می شود. محققان مؤسسه علوم و فناوری پیشرفته بکمن نشان داده اند که ورزش مداوم ممکن است سلامت مغز را مستقیماً بهبود بخشد. آنها بررسی کردند که چگونه سیگنال های شیمیایی منتشر شده توسط ورزش ماهیچه ها باعث رشد عصبی در مغز می شود. کار آنها در مجله Neuroscience منتشر شده است.

هنگامی که ماهیچه ها در حین تمرین منقبض می شوند، مانند عضلات دوسر بازویی که برای بلند کردن وزنه سنگین کار می کنند، ترکیبات مختلفی را وارد جریان خون می کنند. این ترکیبات می توانند به قسمت های مختلف بدن از جمله مغز سفر کنند. محققان به ویژه به این موضوع علاقه مند بودند که چگونه ورزش می تواند برای بخش خاصی از مغز به نام هیپوکامپ مفید باشد.

کی یون لی، دانشجوی رشته علوم و مهندسی مکانیک در دانشگاه ایلینوی اوربانا-شامپین و نویسنده اصلی این مطالعه، گفت: هیپوکامپ یک ناحیه حیاتی برای یادگیری و حافظه و در نتیجه سلامت شناختی است. بنابراین درک اینکه چگونه ورزش برای هیپوکامپ مفید است می‌تواند منجر به درمان‌های مبتنی بر ورزش برای شرایط مختلف از جمله بیماری آلزایمر شود.

محققان برای جداسازی مواد شیمیایی آزاد شده از انقباض عضلات و آزمایش آنها بر روی نورون های هیپوکامپ، نمونه های سلول عضلانی کوچک را از موش جمع آوری کردند و آنها را در ظروف کشت سلولی در آزمایشگاه پرورش دادند. زمانی که سلول‌های ماهیچه‌ای بالغ شدند، خود به خود شروع به انقباض کردند و سیگنال‌های شیمیایی خود را در کشت سلولی آزاد کردند.

تیم تحقیقاتی این کشت را که اکنون حاوی سیگنال‌های شیمیایی از سلول‌های ماهیچه‌ای بالغ است، به کشت دیگری که حاوی نورون‌های هیپوکامپ و سایر سلول‌های حمایتی معروف به آستروسیت است، اضافه کردند. آنها با استفاده از چندین معیار، از جمله تصویربرداری ایمونوفلورسانس و کلسیم برای ردیابی رشد سلولی و آرایه‌های چند الکترودی برای ثبت فعالیت الکتریکی عصبی، چگونگی تحت تأثیر قرار گرفتن در معرض این سیگنال‌های شیمیایی بر سلول‌های هیپوکامپ را بررسی کردند.

نتایج قابل توجه بود. قرار گرفتن در معرض سیگنال‌های شیمیایی از سلول‌های ماهیچه‌ای در حال انقباض باعث می‌شود که نورون‌های هیپوکامپ سیگنال‌های الکتریکی بزرگ‌تر و مکررتری تولید کنند که نشانه‌ای از رشد و سلامت کامل است. در عرض چند روز، نورون‌ها شروع به ارسال این سیگنال‌های الکتریکی به طور همزمان کردند، که نشان می‌دهد نورون‌ها شبکه بالغ‌تری را با هم تشکیل می‌دهند و سازمان‌دهی نورون‌ها را در مغز تقلید می‌کنند.

با این حال، محققان هنوز در مورد اینکه چگونه این سیگنال های شیمیایی منجر به رشد و توسعه نورون های هیپوکامپ می شود، سؤالاتی داشتند. برای کشف بیشتر مسیری که ورزش را به سلامت بهتر مغز مرتبط می‌کند، آنها در مرحله بعد بر نقش آستروسیت‌ها در میانجی‌گری این رابطه تمرکز کردند.

لی می‌گوید: آستروسیت‌ها اولین پاسخ‌دهنده‌ها در مغز قبل از رسیدن ترکیبات ماهیچه‌ها به نورون‌ها هستند. پس شاید آنها نقشی در کمک به نورون‌ها برای پاسخ دادن به این سیگنال‌ها داشتند.

محققان دریافتند که حذف آستروسیت‌ها از کشت‌های سلولی باعث می‌شود که نورون‌ها سیگنال‌های الکتریکی بیشتری ارسال کنند، که نشان می‌دهد بدون آستروسیت‌ها، نورون‌ها به رشد خود ادامه می‌دهند، و شاید تا جایی این عمل پیش برود که ممکن است غیرقابل کنترل شوند.

لی گفت: آستروسیت‌ها نقش مهمی در میانجی‌گری اثرات ورزش دارند. آستروسیت ها با تنظیم فعالیت عصبی و جلوگیری از تحریک پذیری بیش از حد نورون ها، به تعادل لازم برای عملکرد بهینه مغز کمک می کنند.

درک مسیر شیمیایی بین انقباض عضلانی و رشد و تنظیم نورون های هیپوکامپ تنها اولین گام در درک اینکه چگونه ورزش به بهبود سلامت مغز کمک می کند است.

لی گفت: در نهایت، تحقیقات ما ممکن است به توسعه رژیم‌های ورزشی مؤثرتر برای اختلالات شناختی مانند بیماری آلزایمر کمک کند.

منبع: ژورنال Neuroscience

مترجم: سید سپهر ارومیهء