Химические сигналы, высвобождаемые во время физических упражнений, укрепляют здоровье мозга

Давно известно, что физические упражнения улучшают как физическое, так и психическое здоровье. Теперь группа исследователей из Института передовой науки и технологии имени Бекмана представила доказательства того, что физические упражнения могут также влиять на здоровье мозга более непосредственно, через химические сигналы, выделяемые при мышечных сокращениях, которые способствуют развитию нейронов. 

Когда мышцы сокращаются во время тренировки, они выделяют в кровь различные соединения, которые могут попасть в различные части тела, включая мозг. В этом исследовании эксперты изучали, как физические упражнения могут помочь части мозга под названием гиппокамп, который играет важную роль в обучении и памяти, а значит, и в когнитивном здоровье. Лучшее понимание того, как физическая активность влияет на эту область мозга, может привести к разработке методов лечения различных заболеваний, в том числе болезни Альцгеймера, на основе физических упражнений.

Чтобы выделить химические вещества, выделяемые сокращающимися мышцами, и проверить их воздействие на нейроны гиппокампа, ученые собрали образцы мышечных клеток у мышей и вырастили их в клеточных культурах в лаборатории. Когда они созрели, мышцы начали сокращаться сами по себе, выделяя химические сигналы в клеточную культуру. Затем исследователи добавили эту культуру в другую, содержащую нейроны гиппокампа и другие вспомогательные клетки, называемые астроцитами. Используя иммунофлуоресцентную и кальциевую визуализацию для отслеживания роста клеток, а также многоэлектродные матрицы для регистрации электрической активности нейронов, они исследовали, как воздействие химических сигналов, выделяемых сокращающимися мышцами, влияет на клетки гиппокампа.

Анализ показал, что воздействие этих химических сигналов привело к значительному росту и развитию нейронов гиппокампа. Более того, удаление астроцитов из клеточных культур привело к тому, что нейроны стали подавать еще больше электрических сигналов, что говорит о том, что без астроцитов нейроны могут вырасти до такой степени, что станут неуправляемыми. 

Выяснение взаимосвязи между сокращением мышц и ростом и регуляцией нейронов гиппокампа является важным шагом в понимании того, как физические упражнения улучшают здоровье мозга. "В конечном счете, наше исследование может способствовать разработке более эффективных режимов физических упражнений при когнитивных расстройствах, таких как болезнь Альцгеймера", - заключил Ли.

Исследование опубликовано в журнале Neuroscience.