Rewolucyjne badania. Oto jak ćwiczenia wpływają na nasze neurony

Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) odkryli, że ćwiczenia fizyczne mają istotny wpływ na rozwój neuronów. Badania opublikowane w "Advanced Healthcare Materials" pokazują, że podczas treningu mięśnie uwalniają miokiny, które stymulują wzrost neuronów czterokrotnie bardziej niż w przypadku braku ich działania.

Miokiny to biochemiczne sygnały uwalniane przez kurczące się mięśnie, które pobudzają neurony do wzrostu. Oprócz tego, fizyczne rozciąganie mięśni podczas ćwiczeń również wspiera rozwój neuronów. Wyniki badań sugerują, że te mechanizmy mogą być kluczowe w leczeniu urazów nerwów oraz chorób neurodegeneracyjnych.

Ritu Raman z MIT podkreśla, że zrozumienie interakcji między mięśniami a nerwami może pomóc w leczeniu uszkodzeń nerwów, gdzie komunikacja między nimi jest przerwana. "Jeśli pobudzimy mięsień, możemy zachęcić nerw do regeneracji i przywrócić ruchomość osobom, które ją utraciły w wyniku urazu lub chorób neurodegeneracyjnych" - powiedziała Raman.

Zespół MIT planuje dalsze badania nad wykorzystaniem stymulacji mięśni w leczeniu uszkodzonych nerwów i rehabilitacji pacjentów z chorobami takimi jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS). W 2023 r. Ritu Raman i jej zespół przywrócili sprawność ruchową myszom z uszkodzeniami mięśni poprzez wszczepienie i stymulację światłem tkanki mięśniowej.

Ćwiczenia pobudzają przeszczepiony mięsień do wytwarzania sygnałów biochemicznych, które promują wzrost nerwów i naczyń krwionośnych. Początkowo naukowcy zastanawiali się, czy inne czynniki, takie jak układ odpornościowy, wpływają na wzrost nerwów, ale skupili się na mięśniach i tkance nerwowej.

Aby zbadać wpływ ćwiczeń na wzrost nerwów, naukowcy wyhodowali komórki mięśniowe myszy, tworząc dojrzałą tkankę mięśniową. Tkanka ta była genetycznie zmodyfikowana, aby kurczyła się w odpowiedzi na światło, co pozwoliło naśladować ćwiczenia.

Po stymulacji mięśnia zebrano próbki roztworu zawierającego miokiny, które przeniesiono do naczynia z neuronami ruchowymi. Neurony te rosły cztery razy szybciej niż te, które nie były wystawione na działanie miokin.

Naukowcy przeprowadzili także analizę genetyczną, aby sprawdzić zmiany w ekspresji genów neuronów. "Zauważyliśmy, że wiele genów związanych z dojrzewaniem neuronów i ich komunikacją z mięśniami było aktywowanych przez ćwiczenia" - wskazała Raman.

Badacze z MIT przetestowali również wpływ mechanicznej stymulacji na wzrost neuronów. Neurony hodowano na macie żelowej z magnesami, a zewnętrzny magnes symulował ruch mięśni. "Ćwiczenia" trwały 30 minut dziennie, a wyniki pokazały, że mechaniczna stymulacja była równie skuteczna jak miokiny.

Raman podsumowała: "To dobry znak, ponieważ mówi nam, że zarówno biochemiczne, jak i fizyczne efekty ćwiczeń są równie ważne". Badania te mogą otworzyć nowe możliwości w terapii uszkodzeń nerwów i chorób neurodegeneracyjnych. (PAP)