Proteinele mitocondriale dezvăluie mecanismul prin care exercițiul fizic îmbunătățește memoria, învățarea și activitatea motrică în modelul de șobolan cu encefalopatie ischemică hipoxică Partea 1

Abstract:

Context: S-a demonstrat că exercițiul fizic îmbunătățește funcțiile cognitive și motorii, promovând neurogeneza și demonstrând beneficii terapeutice în tulburările neurodegenerative.

Beneficiile fizice ale exercițiilor fizice depășesc doar menținerea corpului sănătos. De asemenea, ajută la îmbunătățirea funcției creierului, în special a memoriei. Cercetările arată că exercițiile fizice regulate întăresc conexiunile neuronale din creier și promovează o circulație sănătoasă a sângelui.

Există mai multe moduri de a îmbunătăți memoria prin exerciții fizice. Printre acestea, exercițiile aerobice sunt deosebit de eficiente, cum ar fi alergarea, ciclismul, înotul etc. Aceste exerciții cresc frecvența cardiacă și respiratorie și măresc circulația sângelui în organism. Mai important, exercițiile aerobe pot stimula, de asemenea, creierul să elibereze neurotransmițători precum dopamina, îmbunătățind starea de spirit, ridicând pragurile de anxietate și reducând depresia și alte probleme.

În plus, antrenamentul de forță poate ajuta și la îmbunătățirea memoriei. Acest tip de antrenament ajută la creșterea nivelului metabolic al organismului și promovează excreția mai multor acizi grași. Acest lucru ajută la creșterea nivelului de lipide din sânge, ceea ce are un efect pozitiv asupra funcției creierului.

În plus, exercițiile de intensitate scăzută, cum ar fi yoga, pot ajuta și la întărirea conexiunilor neuronale din creier. Acest tip de exercițiu are un impact blând asupra creierului și poate calma și relaxa creierul.

Luate împreună, impactul exercițiilor fizice asupra sănătății umane este foarte important, în special asupra îmbunătățirii funcției creierului. Indiferent ce fel de exercițiu alegem, atâta timp cât persistăm și perseverăm, vom obține rezultate pozitive, permițându-ne să trăim o viață sănătoasă, relaxată și fericită! Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche deserticola poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche deserticola este un material medicinal tradițional chinezesc care are multe efecte unice, dintre care unul este îmbunătățirea memoriei. Eficacitatea Cistanche deserticola provine din multiplele ingrediente active pe care le conține, inclusiv acid tanic, polizaharide, glicozide flavonoide etc. Aceste ingrediente pot promova sănătatea creierului printr-o varietate de căi.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

Cu toate acestea, este esențial să se investigheze mecanismele celulare și moleculare prin care se întâmplă acest lucru. Studiul și-a propus să examineze și să evalueze efectul exercițiilor de înot asupra modificărilor proteinelor mitocondriale în creierul șobolanilor cu encefalopatie hipoxic-ischemică (HIE). Metode: s-au folosit testele de pol vertical și labirintul de apă Morris pentru a evalua funcțiile motorii și cognitive ale animalelor, iar western blot și imunofluorescența țesutului cerebral au fost utilizate pentru a evalua biomarkerii apoptozei mitocondriale și stabilitatea cristei ca răspuns la antrenamentul fizic.

Au fost utilizate patru grupuri de șobolani: (1) grup sedentar simulat (SHAM, NT), (2) grup de antrenament pentru exerciții simulat (SHAM, T) (3) grup sedentar cu encefalopatie hipoxic-ischemică (HIE, NT) și (4) grup hipoxic -grup de antrenament pentru encefalopatie ischemică (HIE, T).

Rezultate: animalele cu HIE au prezentat deficite motorii și cognitive, precum și o expresie crescută a proteinei apoptotice. Exercițiul, pe de altă parte, a îmbunătățit funcțiile motorii și cognitive, suprimând, de asemenea, expresia proteinelor apoptotice.

Concluzii: Prin stabilizarea cristelor mitocondriale și suprimarea cascadei apoptotice, exercițiul fizic a oferit neuroprotecție în leziunile cerebrale induse de ischemia hipoxică.

1. Introducere

Encefalopatia hipoxic-ischemică (HIE) este un tip de afectare gravă a sistemului nervos central la nou-născuți, cauzată de hipoxia perinatală. HIE este o cauză principală a decesului sugarilor atât la nou-născuții la termen, cât și la cei prematuri, precum și probleme cronice grave, inclusiv paralizie cerebrală, anomalii neurosenzoriale și deficite cognitive [1,2].

HIE afectează 1 până la 8 din 1000 de născuți vii în țările dezvoltate și până la 26 din 1000 de născuți vii în țările în curs de dezvoltare, reprezentând până la 23% din toate decesele infantile din întreaga lume [3,4].

Anomaliile perinatale, cum ar fi hipoxia, pot provoca leziuni ale creierului, care sunt de obicei urmate de tulburări neurologice, cum ar fi paralizia cerebrală sau retardul mental. Procesele care provoacă leziuni ale creierului nou-născutului rămân neclare; totuși, mitocondriile joacă un rol critic, nu numai că sunt esențiale pentru metabolism, dar conțin și câteva proteine ​​cu capacități apoptotice [5].

Exercițiul reduce deficitele motorii induse de leziuni cerebrale prin suprimarea morții apoptotice a celulelor neuronale în cortexul motor [6]. Mai mult, și-a câștigat reputația printre kinetoterapeuții pediatrici ca o intervenție de elecție pentru copiii cu paralizie cerebrală [7].

Cu dovezi acumulate din studiile pe animale și pe oameni care susțin opinia conform căreia exercițiul fizic îmbunătățește neuroplasticitatea și astfel reduce riscul apariției mai multor boli neurodegenerative [8-10]. În timp ce multe studii [11-14] sunt de acord că exercițiul fizic îmbunătățește funcția creierului prin promovarea neuroplasticității și a cunoașterii, puține au căutat să elucideze răspunsul proteinelor mitocondriale implicate în apoptoză la exercițiul fizic.

Având în vedere că exercițiile fizice sunt atât de importante pentru menținerea sănătății în mod regulat, o mai bună înțelegere a mecanismelor moleculare prin care exercițiul oferă efecte benefice organismului este fundamentală pentru a identifica căi mai specifice care pot fi manipulate pentru a preveni sau trata bolile [15].

Mitocondriile joacă un rol important în neurodegenerarea neonatală după stresul hipoxiei, iar disfuncția lor este o etapă critică în progresia neurodegenerativă, care este asociată cu inducerea ulterioară a căilor de moarte celulară, care este un semn distinctiv al leziunii hipoxico-ischemice [16].

Mitocondriile activează mai multe căi de semnalizare apoptotică și interacțiuni cu proteine, inclusiv; citocromul c (Cyto. C), factorul de inducere a apoptozei (AIF), endonucleaza G (Endo G) și al doilea activator derivat din mitocondrii al caspazei (Smac), pentru a descărca proteinele pro-apoptotice din intermembrane, culminând cu apoptoză intrinsecă [17] ,18].

Calea mitocondrială, care semnalează moartea celulelor prin apoptoză, este activată de o varietate de factori de stres, inclusiv ischemia hipoxică. Permeabilizarea membranei mitocondriale exterioare, OMM [denumită și permeabilizarea membranei exterioare mitocondriale (MOMP)] este evenimentul principal în apoptoza mediată de mitocondrie, permițând diferitelor proteine ​​mitocondriale să se mute în citosol și sporind activarea procaspazei [19].

Mai mult, [20] a raportat că exercițiul crește numărul de copii ale ADN-ului mitocondrial (mtDNA) în cortex și hipocamp, care este direct afectat de HIE. Acest studiu a examinat efectele exercițiului asupra performanței cognitive și motorii, evidențiind răspunsul proteinelor apoptotice mitocondriale. in urma insultei hipoxico-ischemice si exercitiului fizic.

Am investigat efectele exercițiilor de înot asupra apoptozei mitocondriale în hipocamp și cortexul cerebral în tulburările motorii și cognitive induse de HIE.
2. Rezultate

2.1. Exercițiul de înot promovează performanța motrică și cognitivă

Am efectuat testele cu stâlp vertical și labirintul de apă Morris (MWM) pentru a determina dacă exercițiul de înot îmbunătățește performanța motorie, de învățare și memorie spațială la șobolanii HIE.

Conform [21], testul cu pol vertical este utilizat pentru a evalua performanța motrică, iar rezultatele din Figura 1A au arătat că performanța motrică a șobolanilor HIE a fost mai mică decât cea a șobolanilor de control (p < 0.{{. 4}}5). Exercițiul de înot, pe de altă parte, a îmbunătățit performanța motrică a șobolanilor, deși nu în mod semnificativ statistic la (p < 0,05). MWM este o sarcină de învățare spațială care necesită șobolani să găsească o platformă ascunsă într-un bazin de apă anopac folosind indicii vizuale.

Dobândirea învățării spațiale atât la șobolanii de control, cât și la șobolanii HIE a fost observată ca o latență redusă pentru a ajunge la platforma ascunsă în ziua 6. Șobolanii care au întreprins exerciții de înot au depășit semnificativ șobolanii de control, așa cum este prezentat în Figura 1B.

Pentru a evalua memoria de referință, am efectuat un test de sondare la 24 de ore după sesiunea finală de antrenament (ziua 6), care a fost efectuat fără platforma ascunsă. Așa cum era de așteptat, șobolanii care făceau exerciții au demonstrat o îmbunătățire considerabilă a memoriei, așa cum arată numărul crescut de ori au traversat cadranul țintă (Figura 1E). În timpul sesiunilor MWM, șobolanii de antrenament de control și exerciții au călătorit pe distanțe variate și au învățat viteze diferite (Figura 1C, D).

Aceste descoperiri sugerează că exercițiile de înot îmbunătățesc funcția motrică și cognitivă. Luate împreună, rezultatele noastre susțin conceptul că exercițiul îmbunătățește funcția motrică, învățarea spațială și păstrarea memoriei.

2.2. Proteinele mitocondriale din citoplasma hipocampului

Indicatorii de apoptoză mitocondrială în porțiunea citosolică; citocromul c, factorul de inducere a apoptozei (AIF) și caspaza scindată-3, precum și Smac/Diablo și OPAL, au crescut considerabil în HlE, așa cum a demonstrat prin semi-cuantificarea Western blot (Figura 2).

Citocromul c (Figura 2B), caspaza scindată -3 (Figura 2C), AlF (Figura 2A) și Smac/Diablo (Figura 2D) au fost toate exprimate diferit în HlE cu și fără exerciții, dar nu a existat o semnificație statistică. diferență în comparație cu SHAM, NT. Cu toate acestea, cytosolicOPA1 a arătat o diferență semnificativă statistic în HlE, NT, Figura 2E.

For more information:1950477648nn@gmail.com