Lihtne tegevus paneb ajurakud paremini tööle

Neuronite võrgustik. Foto: Shutterstock

Kehaline aktiivsus parandab nii füüsilist kui vaimset tervist. Beckmani teaduse ja tehnoloogia instituudi teadlased näitasid, et see võib parandada otseselt ka aju seisukorda, vahendab Medical Xpress.

Teadurid uurisid ajakirjas Neuroscience avaldatud töös, kuidas lihaste treenimisel vabanevad ained ehk keemilised signaalid soodustavad neuronite arengut ajus.

Kui lihased tõmbuvad treeningu ajal kokku, näiteks biitseps raskust tõstes, vabastavad need vereringesse mitmesuguseid ühendeid. Need ühendid võivad liikuda erinevatesse kehaosadesse, sealhulgas ajju. Teadlasi huvitas eriti see, kuidas treening võiks olla kasulik ajuosale, mida nimetatakse hipokampuseks.

«Hipokampus on õppimise ja mälu ning seega ka kognitiivse tervise jaoks ülioluline piirkond,» ütles uuringu peamine autor dr Ki Yun Lee Illinoisi Urbana-Champaigni ülikooli mehaanikateaduskonnast. Arusaam, kuidas treenimine hipokampusele kasu toob, võib seega viia treeningupõhise ravini mitmesuguste haigusseisundite, sealhulgas Alzheimeri tõve puhul.

Lihaste kokkutõmbumisest vabanevate kemikaalide eraldamiseks ja nende testimiseks hipokampuse neuronitel kogusid teadlased hiirtelt väikseid lihasrakkude proove ja kasvatasid neid laboris rakukultuuri nõudes. Kui lihasrakud küpsesid, hakkasid need ise kokku tõmbuma, vabastades keemilised signaalid rakukultuuri.

Uurimisrühm lisas kultuuri, mis sisaldas nüüd küpsete lihasrakkude keemilisi signaale, teise rakukultuuri, mis sisaldas hipokampuse neuroneid ja tugirakke, mida tuntakse astrotsüütidena. Kasutades mitmeid meetmeid, sealhulgas immunofluorestsentspildistamist rakkude kasvu jälgimiseks, uurisid nad, kuidas kokkupuude nende keemiliste signaalidega mõjutas hipokampuse rakke.

Tulemused olid rabavad. Kokkupuude kokkutõmbuvate lihasrakkude keemiliste signaalidega pani hipokampuse neuronid genereerima intensiivsemaid ja sagedasemaid elektrisignaale – see on märk jõulisest kasvust ja tervisest. Mõne päeva jooksul hakkasid neuronid neid elektrilisi signaale sünkroonsemalt «tulistama», mis viitab sellele, et neuronid moodustasid ühise küpsema võrgu ja matkisid neuronite korraldust ajus.

Kuid teadlastel oli endiselt küsimusi selle kohta, kuidas need keemilised signaalid põhjustasid hipokampuse neuronite kasvu ja arengut. Nad keskendusid astrotsüütide rollile selle suhte vahendamisel.

«Astrotsüüdid on esimesed reageerijad ajus, enne kui lihastest pärinevad ühendid jõuavad neuronitesse,» ütles Lee. Võib-olla mängivad need rolli, aidates neuronitel nendele signaalidele reageerida, juurdlesid teadurid.

Ilmnes, et astrotsüütide eemaldamine rakukultuuridest põhjustas veelgi suurema neuronite elektrisignaalide vallandumise, mis viitab sellele, et ilma astrotsüütideta jätkavad neuronid kasvamist – võib-olla kuni punktini, kus need võivad muutuda juhitamatuks.

«Astrotsüüdid mängivad treeningu mõju vahendamisel kriitilist rolli,» ütles Lee. «Reguleerides neuronite aktiivsust ja vältides neuronite ülierutuvust, aitavad astrotsüüdid kaasa optimaalse ajufunktsiooni jaoks vajaliku tasakaalu saavutamisele.»

Lihaste kokkutõmbumise ja hipokampuse neuronite kasvu ja aktvatsiooni vahelise keemilise raja mõistmine on alles esimene samm, mis aitab paremini mõista, kuidas treening aitab parandada aju tervist.

«Lõppkokkuvõttes võivad meie uuringud aidata kaasa tõhusamate treeningrežiimide väljatöötamisele kognitiivsete häirete, näiteks Alzheimeri tõve puhul,» tähendas Lee.