Wpływ ćwiczeń fizycznych na zaburzenia funkcji poznawczych w chorobie neurodegeneracyjnej: od patofizjologii do aspektów klinicznych i rehabilitacyjnych Część 1

Streszczenie: Choroby neurodegeneracyjne to grupa patologii powodujących znaczną niepełnosprawność na skutek ograniczeń motorycznych i poznawczych. W szczególności zaburzenia funkcji poznawczych stanowią rosnący problem zdrowotny i społeczno-ekonomiczny, z którym wciąż trudno sobie poradzić.

Choroby neurodegeneracyjne odnoszą się do klasy chorób charakteryzujących się zwyrodnieniem układu nerwowego. Choroby te mogą poważnie wpływać na funkcje organizmu pacjenta, w tym na pamięć. Jednak nawet choroba neurodegeneracyjna nie musi oznaczać nieodwracalnego uszkodzenia pamięci.

Jest wiele rzeczy, które możemy zrobić, aby złagodzić objawy utraty pamięci. Na przykład możemy promować zdrowie komórek nerwowych mózgu i spowalniać postęp chorób neurodegeneracyjnych poprzez utrzymywanie pozytywnego nastawienia do życia, wzmacnianie więzi społecznych, uczestnictwo w działalności kulturalnej i artystycznej oraz wytrwałość w sporcie.

Ponadto jedną z metod leczenia, która jest powszechnie uważana za skuteczną, jest trening poznawczy, taki jak gry umysłowe i ćwiczenia poznawcze, które są specjalnie ukierunkowane na zdolności poznawcze i które, jak wykazano, pomagają poprawić pamięć i umiejętności myślenia, zwłaszcza u osób z chorobami neurodegeneracyjnymi. pacjenci z chorobą.

Wreszcie, musimy także zwracać uwagę na nasze zdrowie fizyczne i psychiczne oraz unikać niezdrowych nawyków związanych ze stylem życia, takich jak nadmierny stres, bezsenność, brak ruchu, zła dieta itp. Czynniki te spowodują uszkodzenie funkcjonowania naszego mózgu.

Należy wierzyć, że wspólnym działaniem pozytywnego nastawienia do życia, naukowych metod leczenia i dobrych nawyków zdrowotnych, nawet jeśli cierpimy na choroby neurodegeneracyjne, uda nam się zachować pozytywne nastawienie do życia, pokonać różne trudności i mieć zdrowy ciałem i duszą, nie pozwalając, aby choroba stała się przeszkodą wpływającą na nasze życie. Widać, że musimy poprawić pamięć, a Cistanche desericola może znacznie poprawić pamięć, ponieważ Cistanche desericola to tradycyjny chiński materiał leczniczy, który ma wiele unikalnych efektów, z których jednym jest poprawa pamięci. Skuteczność Cistanche Deserticola wynika z wielu zawartych w niej składników aktywnych, w tym kwasu garbnikowego, polisacharydów, glikozydów flawonoidowych itp. Składniki te mogą promować zdrowie mózgu na różne sposoby.

Kliknij Poznaj 10 sposobów na poprawę pamięci

Ponieważ nie ma farmakologicznie skutecznej metody leczenia deficytów poznawczych, rośnie zainteresowanie naukowców możliwym wpływem zdrowego stylu życia na te deficyty. W tym kontekście aktywność fizyczna zyskuje coraz więcej dowodów na to, że jest to profilaktyka pierwotna, terapia niefarmakologiczna i narzędzie rehabilitacyjne poprawiające funkcje poznawcze w chorobach neurodegeneracyjnych.

W tym opisowym przeglądzie podkreślamy neurobiologiczne skutki ćwiczeń fizycznych, które mogą promować neuroplastyczność i neuroprotekcję poprzez działanie na poziomie cytokin i hormonów, a w konsekwencji pozytywne skutki kliniczne u pacjentów cierpiących na zaburzenia poznawcze.

Słowa kluczowe: aktywność fizyczna; ćwiczenia; rehabilitacja; choroba Alzheimera; Choroba Parkinsona.

1. Wstęp
Choroby neurodegeneracyjne to grupa dziedzicznych zaburzeń ośrodkowego układu nerwowego, które powodują powolne, postępujące uszkodzenie określonych populacji neuronów i ich połączeń [1].

Mogą powodować poważne konsekwencje kliniczne, takie jak niepełnosprawność motoryczna i poznawcza oraz zależność od opieki [2].W szczególności upośledzenie zdolności poznawczych stanowi rosnący problem zdrowotny i społeczno-ekonomiczny.

Szacuje się, że liczba przypadków demencji i łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI) w Europie wzrośnie z 7,7 miliona w 2001 r. do 15,9 miliona w 2040 r. [3]. Według szacunków Global Burden of Disease z 2003 roku, demencja przyczyniła się do 11,2% lat przeżytych z niepełnosprawnością u osób w wieku 60 lat i więcej, częściej niż udary mózgu, schorzenia układu mięśniowo-szkieletowego, choroby układu krążenia i wszystkie formy nowotworów [4].

Prognozuje się, że koszty leczenia demencji wzrosną na całym kontynencie europejskim o około 43% w latach 2008–2030, do ponad 250 miliardów euro. Dlatego badania nad tą chorobą stanowią prawdziwe wyzwanie dla lekarzy i rehabilitantów.

Przetestowano wiele strategii leczenia, zarówno z wykorzystaniem leków, jak i technik rehabilitacyjnych [5]. Ponadto duże zainteresowanie budzi znaczenie stylu życia zarówno w leczeniu, jak i zapobieganiu ograniczeniom poznawczym wynikającym z chorób neurodegeneracyjnych [6].

Wśród nawyków życiowych coraz bardziej interesująca wydaje się możliwa rola aktywności fizycznej. Od dawna toczy się dyskusja na temat pozytywnego wpływu ćwiczeń fizycznych (PE) na aktywność mózgu [7]. Raichlen i in. donieśli o dodatniej korelacji między wielkością ludzkiego mózgu a zdolnością do ćwiczeń wytrzymałościowych, co sugeruje koewolucję między lokomocją a funkcjami poznawczymi u ludzi [8].

Jednakże PE dopiero niedawno zaczęło przyciągać uwagę międzynarodowej społeczności naukowej, zwłaszcza ze względu na jego możliwy wpływ na funkcje poznawcze, uczenie się przestrzenne i pamięć, jako nielekowa metoda utrzymywania zdrowia mózgu oraz leczenia schorzeń neurodegeneracyjnych i psychiatrycznych [9].

Wykazano korzystny wpływ ćwiczeń aerobowych i oporowych w populacji dorosłych i osób starszych [10], podobnie jak rehabilitacyjne ćwiczenia terapeutyczne wydają się skutecznym narzędziem pozwalającym spowolnić nieunikniony postęp zaburzeń poznawczych w patologiach takich jak demencja [11]. .

Zatem PE zapewnia niefarmakologiczne podejście do spowalniania starzenia się i zmniejszania związanych z chorobą zaburzeń poznawczych u osób starszych poprzez redukcję czynników ryzyka i jego zdolności neuroprotekcyjnej.

Niemniej jednak podstawy biochemiczne i molekularne leżące u podstaw mechanizmów neuroplastyczności są nadal częściowo niejasne, podobnie jak procesy, które przekładają działanie PE na korzyści neurologiczne i kliniczne [12].

Celem tego opisowego przeglądu literatury jest zbadanie, czy PE ma klinicznie pozytywny i poprawiający rehabilitację wpływ na choroby neurodegeneracyjne związane z zaburzeniami poznawczymi oraz głębsze zrozumienie mechanizmów neurobiologicznych wyjaśniających te procesy.

2. Procesy neurobiologiczne związane z wysiłkiem fizycznym w chorobach neurodegeneracyjnych

Utrzymanie funkcji poznawczych polega na procesach neuroplastyczności i neuroprotekcji (ryc. 1).

Neuroplastyczność to zdolność mózgu do zmiany właściwości funkcjonalnych i strukturalnych w odpowiedzi na zmieniające się wymagania, co skutkuje uczeniem się i nabywaniem umiejętności [13]. Powszechnie wiadomo, że PE ułatwia neuroplastyczność pewnych obszarów mózgu, w rezultacie poprawiając funkcje poznawcze [14].

Rolnik i in. wykazali, że neurony hipokampa rosną i rozwijają się z pojedynczej populacji komórek macierzystych w odpowiedzi na ćwiczenia [15]. Nowe neurony są bardziej elastyczne w tworzeniu połączeń niż dojrzałe, co pozwala na zdrowe uczenie się, dobrą pamięć i regulację nastroju [16].

Co więcej, aby wiele czynności mózgu działało prawidłowo, hipokamp odgrywa rolę poprzez wydzielanie niektórych czynników stymulujących, takich jak czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego (BDNF), czynnik neurotroficzny pochodzenia glejowego (GDNF) i insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF{{ 3}}), które wraz z synapsynami i synaptofizynami powodują obniżenie poziomu stresu oksydacyjnego i funkcji apoptotycznych [17]. W badaniach na zwierzętach i ludziach powiązano zwiększone uwalnianie neurotrofin ochronnych z PE [18].

2.1. Modulacja neurotrofin wywołana wysiłkiem fizycznym

BDNF należy do rodziny małych, wydzielanych białek, do której zalicza się również czynnik wzrostu nerwów, neurotrofinę 3 i neurotrofinę 4. Działa jako środek antyapoptotyczny i przeciwutleniający oraz ma tendencję do tłumienia wszystkich procesów autofagii indukowanych przez mikroglej i cytokiny prozapalne [19].

BDNF wyróżnia się spośród wszystkich neurotrofin ze względu na wysoki poziom ekspresji w mózgu i silne działanie na synapsy [20]. Co więcej, Churchill i in. w 2002 roku wskazali, że neurotrofina BDNF bierze udział w procesach przechowywania informacji w pamięci długotrwałej i uczeniu się [21].

Fizjologicznie, po urazie niedokrwiennym, mikroglej ulega aktywacji i działa prozapalnie, co prowadzi do wzrostu liczby wolnych rodników oksydacyjnych (ROS), na które komórki nerwowe próbują odpowiedzieć poprzez zużycie ATP i nieuchronnie obumierają; dlatego też zwiększenie poziomu BDNF poprzez PE mogłoby zmniejszyć wpływ tych zdarzeń [21]. PE zwiększa ekspresję BDNF, ale także IGF-1, który oddziałuje z BDNF, pośrednicząc w poprawie funkcji poznawczych wywołanych wysiłkiem fizycznym [22–24].

Mattsona i in. zasugerowali, że skoro ćwiczenia wytrzymałościowe zwiększają ekspresję BDNF w mózgu, poprawa zdolności niewysiłkowych może pozytywnie wpłynąć na rozwój mózgu, szczególnie w hipokampie [25]. Wiadomo więc, że trening wysiłkowy poprawia funkcje neuronalne ciała migdałowatego i hipokampu, ponieważ wydaje się, że zwiększają poziom cząsteczek sygnalizacyjnych BDNF/TrkB [26].

Fahimiego i in. podali, że około cztery tygodnie ćwiczeń na bieżni i kółku do biegania u myszy spowodowało wiele zmian, takich jak znaczny wzrost poziomu BDNF-mRNA i białka, znacznie zwiększone obciążenie synaptyczne w zakręcie zębatym, zmiany w morfologii astrocytów i orientacji projekcji astrocytów w kierunku komórek zakrętów zębatych [27 ]

Zsuga i in. zasugerowali również, że BDNF moduluje zawartość dopaminy w neuronach i jej uwalnianie, które są niezbędne dla plastyczności neuronów, przeżycia neuronów, uczenia się i pamięci [28]. Zatem wzrost stężenia BDNF we krwi po PE wydaje się być czynnikiem zapobiegającym upośledzeniu funkcji poznawczych. Podobnie jak BDNF, IGF-1 również wspomaga wzrost, przeżycie i różnicowanie neuronów.

Wydaje się, że jego stężenie we krwi wzrasta u osób starszych po 6 miesiącach ćwiczeń oporowych od umiarkowanego do wysokiego [29]. Chociaż specyficzne działania molekularne IGF-1, które przyczyniają się do poprawy funkcji poznawczych u starszych zwierząt, pozostają nieznane, istnieją nowe dowody na to, że morfologia i funkcja synaptyczna są regulowane przez IGF-1. Shi i in. określił ilościowo całkowite profile synaptyczne, jak również profile synaptyczne w wielu kompleksach spinebouton (MSB) w regionie CA1 hipokampu i określił długość gęstości postsynaptycznej (PSD).

Wyniki wykazały zmniejszenie całkowitej liczby synaps w średnim i starszym wieku, ale wlew IGF-1 u starszych zwierząt zwiększył długość PSD i liczbę synaps MSB. Zmiany te wydają się być morfologicznymi korelacjami zwiększonej skuteczności synaptycznej i sugerują, że poziomy IGF-1 wpływają na funkcję synaptyczną w regionie CA1 hipokampa [30].

Odkrycia te mogą wskazywać, że krążący IGF-1jest niezbędny do ochrony prawidłowego funkcjonowania mózgu. Co więcej, Trejo i in. wykazali, że deficyty behawioralne i synaptyczne uległy poprawie u myszy z niedoborem IGF-1-w wyniku długotrwałego ogólnoustrojowego podawania IGF-1, co normalizowało gęstość guzików glutaminergicznych w hipokampie. Wyniki te wskazują, że krążący IGF-1 wpływa również na funkcje dojrzałego mózgu, tj. na uczenie się i plastyczność synaptyczną, poprzez wpływ troficzny na centralne synapsy glutaminianowe [31].

Dlatego podnoszenie poziomu krążącego IGF-1 poprzez PE jest ważne nie tylko po to, aby zapobiec pojawieniu się zaburzeń poznawczych, ale także po to, by poprawić ich funkcjonowanie u osób dotkniętych tą chorobą.

For more information:1950477648nn@gmail.com