Мышцы ног влияют на здоровье мозга и нервной системы

Новаторские исследования показывают, что неврологическое здоровье зависит как от сигналов, посылаемых большими мышцами ног в мозг, так и от директив от мозга к мышцам.

Опубликованное сегодня в издании «Frontiers In Neuroscience», исследование фундаментально изменяет медицину мозга и нервной системы, давая врачам новые подсказки о том, почему пациенты с заболеваниями двигательных нейронов, рассеянным склерозом, спинальной мышечной атрофией и другими неврологическими заболеваниями чувствуют себя значительно хуже, когда их движение становится ограниченным.

«Наше исследование поддерживает идею о том, что люди, которые не могут выполнять упражнения с нагрузкой — такие как пациенты, которые прикованы к постели или даже астронавты в длительных путешествиях, не только теряют мышечную массу, но их химия тела изменяется на клеточном уровне, и даже их нервная система подвергается негативному воздействию», — говорит доктор Раффаэлла Адами из Миланского университета, Италия.

Исследование включало ограничение мышей от использования их задних ног, но не их передних конечностей, в течение 28 дней. Мыши продолжали нормально питаться и не проявляли стресса. В конце испытания, ученые исследовали область мозга, которая называется суб-вентрикулярной зоной, которая у многих млекопитающих играет роль поддержания здоровья нервных клеток. Это также область, где нейронные стволовые клетки производят новые нейроны.

Ограничение физической активности уменьшило количество нервных стволовых клеток на 70 процентов по сравнению с контрольной группой мышей, которым было разрешено передвигаться. Кроме того, как нейроны, так и олигодендроциты—специализированные клетки, которые поддерживают и изолируют нервные клетки— не полностью созрели, когда движения были сильно уменьшены.

Исследование показывает, что мышцы ног, посылают сигналы к мозгу, которые существенны для продукции здоровых нервных клеток, необходимой для мозга и нервной системы. Сокращение физических упражнений затрудняет для организма производство новых нервных клеток — некоторые из тех самых строительных блоков, которые позволяют нам справляться со стрессом и адаптироваться к вызовам в нашей жизни.

«Не случайно, что мы должны быть активными: ходить, бегать, приседать, сидеть и использовать мышцы ног», — говорит Адами. «Неврологическое здоровье — это не улица с односторонним движением, где мозг говорит мышцам «поднимать», «ходить» и так далее.»

Исследователи получили более глубокое понимание, проанализировав отдельные клетки. Они обнаружили, что ограничение упражнений снижает количество кислорода в организме, что создает анаэробную среду и изменяет обмен веществ. Снижение упражнений также, по-видимому, влияет на два гена, один из которых, CDK5Rap1, очень важен для здоровья митохондрий — внутренней электростанции, которая выделяет энергию, которую организм может затем использовать. Это представляет собой еще один цикл обратной связи.

Полученные результаты проливают свет на несколько важных проблем со здоровьем, начиная от проблем, связанных с сердечно-сосудистыми заболеваниями в результате оседлого образа жизни, и с разрушительными болезнями, таких как атрофия спинного мозга, рассеянный склероз и болезнь моторных нейронов.

Исследование демонстрирует критическую роль движения и имеет ряд потенциальных последствий. Например, миссии по отправке людей в космос на месяцы или даже годы должны иметь в виду, что гравитационные и нагрузочные упражнения играют важную роль в поддержании здоровья человека, говорят исследователи.

Больше информации: Frontiers in Neuroscience (2018). DOI: 10.3389/fnins.2018.00336