Od ćwiczenia mięśni rosną neurony

Czwartek, 14 listopada 2024 (13:10)

Jak wykazali naukowcy z amerykańskiego MIT, ćwiczenia korzystnie wpływają na mięśnie i poszczególne neurony. Kiedy mięśnie kurczą się podczas ćwiczeń, uwalniają miokiny – biochemiczne sygnały, które pobudzają neurony do wzrostu cztery razy bardziej niż w przypadku neuronów niewystawionych na działanie miokin.

Neurony reagują również na fizyczny wpływ ćwiczeń – w szczególności na rozciąganie mięśni, które pobudza ich wzrost równie skutecznie, jak sygnały biochemiczne.

Wyniki badań sugerują, że ćwiczenia fizyczne mają znaczący biochemiczny i fizyczny wpływ na wzrost nerwów. Ma to potencjalne znaczenie zwłaszcza w leczeniu urazów nerwów lub w chorobach neurodegeneracyjnych.

„Teraz, gdy wiemy, że istnieje ta interakcja pomiędzy mięśniami a nerwami, może być ona przydatna na przykład w leczeniu uszkodzenia nerwu, w którym komunikacja między nerwem a mięśniem zostaje przerwana. Jeśli pobudzimy mięsień, możemy zachęcić nerw do regeneracji i przywrócić ruchomość osobom, które ją utraciły w wyniku urazu lub chorób neurodegeneracyjnych” – powiedziała Ritu Raman z MIT.

Teraz naukowcy z MIT chcą sprawdzić, w jaki sposób ukierunkowana stymulacja mięśni może być wykorzystana do leczenia uszkodzonych nerwów czy rehabilitacji osób z chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak stwardnienie zanikowe boczne (ALS, SLA), które zakłócają komunikację nerwowo-mięśniową.

W 2023 roku Ritu Raman i jej zespół przywrócili sprawność ruchową myszom z urazowymi uszkodzeniami mięśni poprzez wszczepienie i stymulację światłem tkanki mięśniowej. Z czasem przeszczepiony mięsień pomógł myszom odzyskać funkcje motoryczne – osiągały poziom sprawności podobny do zdrowych myszy.

Jak się okazało, ćwiczenia pobudzają przeszczepiony mięsień do wytwarzania sygnałów biochemicznych, które promują wzrost nerwów i naczyń krwionośnych.

„Zauważyliśmy, że wiele genów, których ekspresja wzrasta w neuronach stymulowanych ćwiczeniami, nie było związanych tylko ze wzrostem neuronów, ale także dojrzewaniem neuronów, tym, jak dobrze komunikują się z mięśniami i innymi nerwami, a także tym, jak dojrzałe są ich wypustki – aksony. Ćwiczenia wydają się wpływać na wzrost neuronów i na to, jak są dojrzałe i jak dobrze funkcjonują” – wskazała Raman.

Autorzy zastanawiali się, czy także fizyczne skutki ćwiczeń – a nie tylko sygnały biochemiczne – mogą promować wzrost neuronów. Ponieważ neurony są fizycznie połączone z mięśniami i rozciągają się, gdy mięśnie się poruszają, wysunęli hipotezę, że naśladowanie tych sił mechanicznych może w podobny sposób wpływać na neurony.

Aby to przetestować, wyhodowali neurony ruchowe na macie żelowej z osadzonymi małymi magnesami. Następnie użyli zewnętrznego magnesu, aby symulować rozciąganie i ruch mięśni podczas ćwiczeń.

„Ćwiczenia” neuronów trwały 30 minut dziennie. Jak się okazało, ta mechaniczna stymulacja spowodowała, że neurony rosły tak samo jak neurony wystawione na działanie miokin i dużo bardziej niż neurony kontrolne.

Jak podsumowała Raman: „To dobry znak, ponieważ mówi nam, że zarówno biochemiczne, jak i fizyczne efekty ćwiczeń są równie ważne”.

APW, PAP