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Front Neurosci: 重大发现!腿部锻炼对大脑和神经系统健康至关重要

来源:本站原创 2018-05-26 19:24



2018年5月26日/生物谷BIOON/--最近,一项开创性的研究表明,神经系统的健康除了取决于大脑发送至肌肉的指令,还同样取决于从腿部肌肉发送至大脑的信号。这项发表在近期的Frontiers in Neuroscience期刊上的研究,从根本上颠覆了大脑与神经系统医学--为医生们提供了关于为什么当患有运动神经元病、多发性硬化、脊肌萎缩症和其它神经系统疾病的患者运动受限时会迅速衰弱的新线索。

"我们的研究支持的见解是,那些不能进行负重锻炼的人,比如卧床不起的病人,或执行长期任务的宇航员,他们不仅流失了肌肉密度,还改变了细胞水平的身体化学过程甚至神经系统也受到不利影响。" 米兰大学的Raffaella Adami博士说。

在该研究中,研究人员在28天里限制小鼠使用它们的后肢,而不限制它们的前肢。小鼠持续正常的饮食起居,并没有表现出紧张。在试验结束时,研究人员对大脑中一个叫室管膜下层的区域进行检验。这个区域在很多哺乳动物里具有维护神经细胞健康的作用。它也是神经干细胞产生新的神经元的区域。

与被允许自由活动的对照组小鼠相比,限制身体活动减少了70%的神经干细胞数量。另外,当运动严重减少时,神经元和寡树突胶质细胞--一种支持和隔绝神经细胞的特殊细胞--均不能完全成熟。

该研究表明,对腿部的使用,尤其是在负重锻炼中的使用,会发送信号到大脑,这些信号对产生健康神经细胞、对大脑和神经系统健康至关重要。减少锻炼会使身机体难以产生新的神经细胞--这是一些能使我们面对压力和适应生活中的挑战的非常重要的部分。

"我们注定要经常活跃:步行,跑步,蹲坐,使用我们的腿部肌肉举起东西等," Adami说。"神经系统健康并不是一条仅由大脑告诉肌肉要'用力'、'走路'等的单行线。"

研究人员通过分析单个细胞获得了更多新发现。他们发现,限制运动降低了机体的含氧量,这造成了一种缺氧环境并改变新陈代谢。减少运动似乎还影响到了两个基因,其中一个是CDK5Rap1,这是对线粒体健康非常重要的基因。线粒体是细胞中的"发电所",它能释放能量供机体使用。这代表了另一个反馈循环。

这些结果进一步帮助我们理解了很多重要的健康问题,从静态(久坐)生活方式对心血管健康的影响到一些重大疾病,比如脊肌萎缩症、多发性硬化和运动神经元病等。

"从2004年以来,我一直对神经系统疾病感兴趣,"该研究的共同作者、米兰大学的Daniele Bottai博士说。"我问自己的问题是:造成这些疾病的原因仅仅是因为脊髓上的损伤和基因突变吗,还是运动能力的降低才是疾病恶化的关键因素?"

这一研究证实了运动的关键作用,并具有一系列的潜在影响。比如,当进行将宇航员送入太空数月甚至数年的任务时,需要记住重力和负重锻炼对维持人体健康至关重要。

"可以说,我们的健康依赖于地球,而具体的方式我们才刚刚开始了解。" Bottai总结道。(生物谷Bioon.com)

原始出处:
Raffaella Adami et al. Reduction of Movement in Neurological Diseases: Effects on Neural Stem Cells Characteristics.Frontiers in Neuroscience (2018). DOI: 10.3389/fnins.2018.00336

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