一項突破性的研究表明,大腿肌肉向大腦發出的信號和大腦向肌肉發送的指令對神經系統的健康來說同樣重要。
5月23日發表在《Frontiers in Neuroscience》上的這項研究,它從根本上改變了大腦和神經系統醫學,為醫學研究提供了新的線索,解釋了為什么患運動神經疾病、多發硬化癥、脊髓性肌萎縮和其他神經系統疾病的患者,在運動受到限制之后病情會快速惡化。
意大利米蘭大學的Raffaella Adami博士說:“我們的研究支持了這種觀點,即無法進行負重鍛煉的人,比如臥床不起的患者,甚至是進行遠距離旅行的宇航員,他們不僅僅會損失肌肉質量,并且他們體內的化學物質在細胞水平上也會發生變化,神經系統也會受到負面影響。”
該研究限制小鼠在28天內使用其后腿,但不使用其前腿。小鼠持續正常地進食且并沒有表現出壓力。在試驗結束時,研究人員對小鼠大腦中的室下區進行了測試,這個區域在很多哺乳動物的大腦中都起到維持神經細胞健康的作用。神經干細胞也在這個區域產生新神經元。
相比于能夠自由走動的對照組小鼠,體育活動受限的小鼠的神經干細胞減少了70%。此外,當運動量顯著下降時,神經元和少突膠質細胞(支持和隔離神經細胞的特殊細胞)都沒有完全成熟。
研究表明,腿部的負重運動能夠向大腦發送信號,這對于健康神經細胞的生成以及神經系統健康至關重要。減少運動的身體很難產生新的神經細胞,而神經細胞正是我們應對生活中壓力和挑戰的重要組成部分。
Adami說:“人類需要保持活動并不是個偶然行為,包括走路、跑步、蹲坐和利用腿部肌肉舉升重物等。因為神經健康并不僅僅指的是大腦告訴肌肉‘舉起’、‘走路’等指令的單行道。”
研究人員通過分析單個細胞獲取了更多的見解。他們發現,限制運動能夠降低體內的氧含量,從而制造無氧環境并改變代謝。減少運動也似乎影響了兩種基因的表達。其中一個基因CDK5Rap1對線粒體健康非常重要,線粒體是為身體提供能量的工廠。這代表了另一個反饋循環。
這些結果揭示了一些重要的健康問題,從久坐生活方式導致心血管疾病的擔憂到對某些致命疾病的理解,比如脊髓性肌萎縮(SMA)、多發性硬化和運動神經疾病等。
意大利米蘭大學的Daniele Bottai博士說:“自從2004年起我致力于神經疾病領域的研究。我問了自己一個問題:這些疾病的發生僅僅是由于脊椎損傷(發生脊椎外傷)和基因突變(患SMA)造成的嗎?運動能力不足是加劇疾病的關鍵因素嗎?”
該研究表明了運動的關鍵作用,并一系列潛在的影響。比如,將宇航員送入太空數個月甚至數年時,我們需要考慮到重力和負重訓練對于維持宇航員健康來說非常重要。
Bottai總結說:“可以這樣說,我們才剛剛理解生活在地球上對我們健康的意義。”
(文章來源:中國生物技術網; 原始出處:Raffaella Adami1, Jessica Pagano1, Michela Colombo1, et al.Reduction of Movement in Neurological Diseases: Effects on Neural Stem Cells Characteristics.Front. Neurosci., 23 May 2018 | https://doi.org/10.3389/fnins.2018.00336 )