Učinek telesne vadbe na kognitivno okvaro pri nevrodegenerativnih boleznih: od patofiziologije do kliničnih in rehabilitacijskih vidikov 3. del

2.4. Vpliv telesne vadbe na hormonsko aktivnost

V zadnjih letih je bilo tudi dokazano, da PE upočasnjuje razvoj nevrodegenerativnih bolezni s hormonskega vidika.

V sodobni družbi vse več ljudi posveča pozornost pomenu zdravja. Med njimi sta enako pomembna fizično in duševno zdravje. In telesna vadba (telesna vadba) je zelo učinkovit način za ohranjanje in izboljšanje telesnega zdravja. Kar zadeva spomin, ima PE tudi dober učinek.

Po raziskavi lahko PE izboljša kardiopulmonalno funkcijo in stopnjo presnove, imunost, trdnost kosti itd. To je zelo koristno za zdravje človeškega telesa. In te koristi lahko pozitivno vplivajo na človekovo telo v treh do petih letih ali celo življenju.

Fizična vzgoja lahko izboljša tudi duševno stanje ljudi, kar je koristno za izboljšanje spomina ljudi. Na primer, vadba lahko zmanjša stres in napetost ljudi ter jih naredi bolj sproščene; vadba lahko spodbuja prekrvavitev v možganih, s čimer izboljša razmišljanje in spominske sposobnosti ljudi. Izboljšanje spomina lahko tudi dodatno poveča samozavest in navdušenje ljudi.

Poleg tega lahko športna vzgoja izboljša tudi socialne veščine ljudi in tako ljudem pomaga pri boljši komunikaciji z drugimi. To prispeva k izboljšanju socialnih veščin in pozitivnega odnosa ljudi ter spodbuja komunikacijo in medsebojno podporo med ljudmi.

Skratka, telesna vzgoja je zelo pomemben način za ohranjanje dobrega zdravja. Kar zadeva spomin, ima lahko PE tudi dober učinek. Zato moramo športni vadbi posvetiti veliko pozornosti, da nenehno izboljšujemo svoje telesno in duševno zdravje. Vidi se, da moramo izboljšati spomin in Cistanche deserticola lahko bistveno izboljša spomin, saj lahko Cistanche deserticola uravnava tudi ravnovesje nevrotransmiterjev, kot je povečanje ravni acetilholina in rastnih faktorjev. Te snovi so zelo pomembne za spomin in učenje. Poleg tega lahko Cistanche deserticola izboljša pretok krvi in ​​spodbuja dostavo kisika, kar lahko zagotovi, da možgani prejmejo dovolj hranil in energije, s čimer se izboljša vitalnost in vzdržljivost možganov.

Kliknite poznajte dodatke za povečanje spomina

Ena glavnih funkcij hipokampusa je zaviranje in prilagoditveni nadzor osi hipotalamus-hipofiza-nadledvična žleza (HPA) kot odziv na stres [48]. Fiziološko gledano hipokampus vsebuje veliko steroidnih receptorjev, razdeljenih na mineralokortikoidne receptorje (MR) in glukokortikoidne (GR) [49].

Dokazano je bilo, da s starostjo pride do fiziološkega zmanjšanja števila steroidnih receptorjev v različnih predelih hipokampusa [50] in da se HPA osvobodi zaviralne kontrole, ki jo izvajajo višji centri.

Holsboer et al. razvil visoko občutljiv test, ki temelji na kombinaciji supresije deksametazona/stimulacije hormona, ki sprošča kortikotropin (DEX/CRHtest), da bi preučil delovanje sistema HPA.

Rezultati testa so pokazali, da je bila bazalna koncentracija kortizola bistveno višja pri bolnikih z AD kot pri zdravih osebah in da je bila minimalna koncentracija zdravila, na katero bolnik reagira na kortizol, bistveno višja pri zdravih osebah kot v skupini bolnikov z AD. Poleg tega so bolniki z AD sprostili znatno manj adrenokortikotropnega hormona (ACTH) in kortizola po nadaljnji stimulaciji CRH kot kontrolna skupina.

Ti rezultati potrjujejo, da je regulacija sistema HPA pri AD motena. Prizadetost osi HPA in ustrezno povečanje bazalkortizola je mogoče pripisati napredovanju starosti in procesu uničenja hipokampusa, kar je značilno za nevrodegenerativne bolezni [51]. Lanfranco et al. dokazali, da PE predstavlja tudi močan fiziološki dražljaj na osi HPA [52].

Da bi razumeli aktivacijo možganov kot odziv na PE, je bila izvedena obsežna analiza na podganah po 90 minutah teka na tekalni stezi [53]. Rezultati so pokazali hipersekrecijo CRH, hormona arginin-vazopresin in ACTH, ki povzročijo povečanje bazalnega nadledvičnega izločanja kortizola. Dva glavna dejavnika modulirata odziv osi HPA na vadbo z uporom: intenzivnost in trajanje [54].

Najmanjša intenzivnost vadbe, ki je potrebna za odziv kortizola iz osi HPA, je 60 % največje porabe kisika (VO2max); pri vadbi nad 60 % VO2max koncentracije kortizola v plazmi naraščajo linearno z intenzivnostjo vadbe [55]. Pod tem pragom intenzivnosti (<60% VO2max), ACTH and cortisol concentrations may increase only if 90 minutes of exercise with at least 40% VO2max is maintained [56]. 

Ko se izvaja PE, se pojavi močan odziv hormonov, kot sta ACTH in kortizol, da ublaži ogromno presnovno povpraševanje, ki je bistveno za telo, da samo dokonča vadbo [57].

Dejansko kortizol preoblikuje mišična vlakna z zaviranjem sinteze novih proteinov in spodbujanjem razgradnje proteinov po ubikvitinski poti; poleg tega kortizol vpliva na živčno-mišično delovanje prek različnih hitrih in kratkotrajnih mehanizmov, kot je regulacija Ca2+ kanalčkov [58].

Še več, Klaperski et al. je pokazalo, da stalna, intenzivna PE vodi do zmanjšane odzivnosti na stres in izboljšanega okrevanja po nevropsihološkem stresu v primerjavi s fizično nedejavnimi osebami [59]. Nazadnje je prilagoditev na vadbo povzročila zmanjšano občutljivost perifernega tkiva na GC, ki naj bi zaščitili telo pred hudimi presnovnimi in imunskimi posledicami povečane ravni kortizola [60].

Skratka, lahko določi transkripcijske in translacijske spremembe na celični ravni, inducira pa tudi tkivni biološki dražljaj na ravni CSN in uravnava hormonske osi, ki vključujejo možgane. Zato proizvaja kaskado pozitivnih bioloških in presnovnih učinkov, tako v smislu nevroplastičnosti kot v smislu nevroprotekcije; zaradi teh razlogov se lahko šteje za pravo zdravilo, brez kakršnih koli stranskih učinkov za CSN.

3. S telesno vadbo povezani klinični in rehabilitacijski učinki pri nevrodegenerativnih boleznih

Na tej točki postane bistveno razumeti, kako se nevrobiološki učinki PE prevedejo na klinično raven. Prenos perspektive s celice na telo in njegovo delovanje, s posameznega na splošno, je nepogrešljiva predpostavka za oceno učinkovitosti PE kot priložnosti za zdravljenje in rehabilitacijo pri obvladovanju najpomembnejših nevrodegenerativnih bolezni, ki povzročajo kognitivne motnje (slika 1). ).

3.1. Vloga telesne vadbe pri Alzheimerjevi bolezni (AD)

AD je zagotovo najbolj razširjena in onesposabljajoča nevrodegenerativna bolezen. AD je aneurodegenerativna bolezen, za katero so značilne nevronske in sinaptične spremembe v možganski skorji in v nekaterih subkortikalnih regijah, ki povzročajo poslabšanje kognitivnih in psihovedenjskih funkcij [61]. Epidemiološki podatki, ki so na voljo v zadnjih 10 letih, so pokazali, da PE lahko upočasni napredovanje nevrodegenerativnih bolezni [62].

AerobicPE poveča minutni volumen srca in posledično možganski pretok krvi. Ta mehanizem vključuje tudi povečanje angiogeneze, nevrogeneze, sinaptogeneze in sinteze nevrotransmiterjev, kar posledično izboljša spomin in kognitivne funkcije [63].

Skozi leta je korelacija med aerobno telesno vadbo in izboljšanjem kognitivnih funkcij pri osebah z AD pridobila vedno več dokazov [64,65]. Učinke zmerne telesne dejavnosti na višje možganske funkcije so najprej izpostavili z opazovanjem, kako preprosta hoja, če se izvaja redno, vodi bolnike z AD do izboljšanja njihovih kognitivnih sposobnosti, kar je rezultat, ki ga je mogoče količinsko opredeliti z uporabo Mini-Mental State Examination (MMSE) [66].

Poleg tega glede na zelo veliko vzorčno študijo, ki so jo izvedli Norton et al. [67], odstotek enak 12,7 % primerov AD po vsem svetu in 20,3 % primerov AD v Evropi leta 2010 je bil pripisan telesni nedejavnosti.

Poleg tega so ugotovitve prejšnje študije, ki so jo objavili Larson et al. so bili v skladu s temi podatki: analiza je bila opravljena na vzorcu 1740 oseb, starejših od 65 let; vsi so bili podvrženi redni vadbi PE, ki se je izvajala 2 leti (15 min/sejo hoje, kolesarjenja, plavanja, aerobike, ritmične gimnastike, vodne aerobike, vadbe za moč, raztezanja ali drugih dejavnosti).

Pri tistih, ki so telovadili trikrat ali večkrat na teden, je bila pojavnost demence 13.0 na 1000 osebo-let; po drugi strani pa je pri tistih, ki so telovadili manj kot trikrat na teden, enaka incidenca narasla na 19,7 na 1000 osebo-let. Kot je navedeno zgoraj, PE izboljša cerebralno žilno rezervo in nevronsko plastičnost; v študiji, ki so jo objavili Larson et al., je bilo dokazano, da lahko štirideset minut športne vzgoje (ergocikel, tekalna steza in plezanje po stopnicah) štirikrat na teden 12 tednov poveča cerebralni pretok krvi v hipokampalnem zobatem girusu, kar lahko izboljša nevrogenezo. 68] in posledično lahko dlje ohrani nedotaknjene kognitivne funkcije. Vsi ti dokazi potrjujejo pomen športne vzgoje kot primarnega preventivnega orodja.

Poleg tega PE ne deluje le kot mehanizem za preprečevanje nevrodegenerativnih bolezni, temveč je znan njen prispevek tudi pri bolnikih z zmerno in napredovalo AD. Dejansko so leta 2007 Rolland et al. dokazali nekatere pozitivne učinke PE pri bolnikih z zmerno AD. Dve leti redne dejavnosti pri teh bolnikih je ugotovilo izboljšanje vzdržljivosti časa hoje, zmanjšanje depresije, zmanjšanje inkontinence, povečanje vsakodnevnih življenjskih aktivnosti (ADL) in na splošno izboljšanje vseh simptomov, značilnih za to bolezen [69].

Še bolj presenetljivi so rezultati študije, ki so jo izvedli Venturelli et al. na skupini bolnikov, starejših od 65 let, z diagnozo napredovalega AD, ki so s pomočjo svojih negovalcev opravili 24-tedenski program hoje vsaj 30 minut na dan. Z ocenjevalnimi lestvicami, kot so Barthelindex, MMSE, indeks POMA (Performance Oriented Mobility Assessment) in stalna nasičenost s kisikom med hojo (SpO2 > 85 %), je bilo ugotovljeno, da lahko vadba upočasni, tudi če za kratka obdobja, napredovanje kognitivno okvaro in lahko izboljša delovanje ADL [70].

PE lahko zdaj štejemo tudi za rehabilitacijsko priložnost, saj izboljšuje sposobnosti bolnikov z AD. Glede na to, da ni posebnih zdravil za kontrast AD, se zdi zelo pomembno ugotoviti učinke telesne dejavnosti na kognicijo teh bolnikov na odmerek in odziv. , in posledično najti kombinacije pogostosti, intenzivnosti, časa in vrste PE, ki so najbolj uporabne za optimizacijo rezultatov te terapevtske intervencije.

Čeprav je temu namenu težko slediti, je nedavna metaanaliza [71] pokazala, da je z uporabo MMSE kot ocenjevalne lestvice zmerna intenzivnost aerobne vadbe najučinkovitejša intervencija, če se izvaja vsaj eno uro na teden in v trajanju od 12 do 24 tednov.

Poleg tega se zdi, da je najboljše kognitivno izboljšanje doseženo z zmerno intenzivnostjo in pogostostjo telesne dejavnosti: posegi, ki so se izvajali do 2 uri, so imeli boljše rezultate kot tisti, ki so se izvajali več kot 2 uri na teden; podobno so intervencije, ki so bile izvedene manj kot trikrat na teden, pokazale večji učinek na izboljšanje kognicije bolnikov z AD v primerjavi s tistimi, ki so bile izvedene več kot trikrat na teden. Kljub temu je treba prag še določiti, saj so potrebni večji vzorci in daljše spremljanje [72].

3.2. Vloga telesne vadbe pri Parkinsonovi bolezni (PB)

Če nadaljujemo s pregledom glavnih nevrodegenerativnih bolezni, ki povzročajo kognitivne motnje, je vsekakor treba pozornost nameniti tudi Parkinsonovi bolezni. PB je progresivna nevrodegenerativna bolezen in je druga najpogostejša za AD, za katero so značilni tremor, rigidnost, bradikinezija in posturalna nestabilnost. Njegova diagnoza je klinična, tudi če je potrebna histopatološka ocena za identifikacijo -sinukleina, ki ga vsebujejo Lewyjeva telesca ali Lewyjevi nevriti [73]. Etiologija PD še ni pojasnjena, vendar se zdi, da je povezana z genetskimi in okoljskimi dejavniki.

Glavna značilna morfološka sprememba v možganih PD je opažena v prečnih delih možganskega debla, kjer skoraj vsi primeri predstavljajo izgubo temno pigmentiranega območja v substantia nigra parscompacta (SNpc) in locus coeruleus. S kliničnega vidika lahko poleg zgoraj omenjenih patognomoničnih motoričnih pomanjkljivosti ljudje s PB kažejo različna kognitivna stanja, od normalne kognicije do zgodnjega, blagega subjektivnega in objektivnega upada, do blage, zmerne in celo hude demence s PB [74]. Huda demenca ima prevalenco 25–30 % pri bolnikih s PB in prizadene številne kognitivne funkcije, zlasti izvršilne, pozornostne in vidno-prostorske domene, pa tudi spomin [75].

V tem kontekstu se zdi, da je PE tudi primarno preventivno orodje za PB. V študiji, ki je temeljila na vzorcu več kot 200000 udeležencev, so bili ljudje, ki so se v starosti od 15 do 39 let ukvarjali z visoko telesno aktivnostjo, manj izpostavljeni diagnozi PB pozneje v življenju [76]. V drugi epidemiološki študiji so Thacker et al. je analiziral kohorto približno 143000 posameznikov in ugotovil, da so imeli ljudje, ki so se ukvarjali z zmerno do intenzivno telesno dejavnostjo, kot je kolesarjenje, aerobika ali tenis, najmanjše tveganje za PD v desetih letih spremljanja [77].

Natančneje, zdi se, da PE zmanjšuje tveganje za razvoj kognitivnih motenj in PB, pri čemer obstaja veliko dokazov, da je zaščitni dejavnik za slednje [78]. Vendar pa je PE predvsem priložnost za nego bolnikov, ki že trpijo za PB. Obsežen in nedavni pregled prednosti vadbene vadbe za bolnike s PB je poudaril učinke različnih vrst vadbe na motorične in kognitivne disfunkcije: aerobna vadba, zlasti kolesarjenje, neodvisno izboljša hojo in kognitivno funkcijo, izboljša pa tudi sposobnost motoričnega učenja, kar pomeni izboljšanje motoričnih funkcij pri hoji [79].

Celo bolj zapletene telesne dejavnosti, kot je ples, so se izkazale za učinkovite ne le pri izboljšanju motoričnih funkcij, temveč tudi pri izvajanju izvršilnih funkcij, ki jih je mogoče oceniti s čelno ocenjevalno baterijo ob postelji in nalogami mentalne rotacije [80, 81]. Poleg tega Tai Chi, ki je sestavljen iz plesu podobnih gibov, ki so med seboj povezani v kompleksnem zaporedju, zagotavlja koristi za psihološko dobro počutje in kognitivne funkcije [82].

Podobno joga, ki je športna praksa, ki vključuje položaje in vaje dihanja ter meditacijo, izboljšuje ravnotežje ter duševno in čustveno zdravje [83]. Poleg tega je telesna vzgoja tradicionalno steber rehabilitacijskega zdravljenja, ko prevzame obrise terapevtske vadbe. Terapevtska vadba, če je organizirana v seriji z metodičnimi vajami v okviru programov, namenjenih specifičnim rehabilitacijskim ciljem, lahko spodbudi nevroplastičnost na ravni čelnega režnja in prepreči kognitivno okvaro [84].

Zlasti vaje, ki vključujejo ciljno temelječe učenje motoričnih spretnosti, izboljšajo delovanje motoričnih spretnosti pri PD s kognitivnim vključevanjem. Kognitivne koristi terapevtske vadbe se prenesejo v splošne izboljšave avtonomije pri bolnikih s PD. Celotna funkcionalnost, merjena z lestvicami, kot sta ADL [85] in Barthelov indeks [86], se bistveno izboljša; to potrjuje dejansko zmožnost vadbe za rehabilitacijo teh pacientov, to je, da jim povrne sposobnosti za izvajanje temeljnih dejavnosti njihovega vsakdanjega življenja.

Zmanjšanje kognitivnih motenj, ki so posledica PD, vodi v izboljšanje kakovosti življenja [87]. Posebno omembo si zasluži nova meja nevrorehabilitacije: virtualna resničnost. Navidezna resničnost načrtuje vključitev tradicionalne vadbe v virtualna okolja, v katerih je mogoče na lažji in natančnejši način izvajati vadbo ter spremljati motorične in kognitivne funkcije [88].

Pri bolnikih s PD ta vrsta senzorinevralne stimulacije izboljša motorične funkcije v smislu ravnotežja in hoje, predvsem pa poveča izvršilne funkcije [89]. Zlasti virtualna resničnost naredi trening popolnejši, saj bolnike vodi k hkratni vadbi več kognitivnih procesov, ki povezujejo jih v zaporedjih, namenjenih doseganju specifičnih ciljev, vključno s tistimi, ki so povezani z gibanjem.

Natančneje, aktivacija pozornosti, pridobivanje in obdelava informacij, načrtovanje gibanja in senzorična integracija so kontekstualno vstavljeni v virtualne kontekste, ki zahtevajo, da se uporabljajo za vsakodnevne dejavnosti pacientov, da se poveča osebna avtonomija [90]. Poleg tega lahko PE tudi omeji stran učinki, kot so izčrpanost in diskinezija, povzročena s terapevtiki proti PD, izboljšanje in podaljšanje učinkovitosti terapij [91]. Poleg tega telesna dejavnost zmanjša tveganje za druge geriatrične bolezni, kot so diabetes, hipertenzija in kardiovaskularne bolezni, ki lahko prav tako prispevajo na patogenezo PD [92]. Povzetek, PE zdaj velja za dopolnilno strategijo k zdravilom za PD.

4. Sklepi

PE je neverjetno zdravstveno orodje za človeške možgane, ki predstavlja priložnost za zdravljenje in rehabilitacijo pri bolnikih, ki trpijo zaradi kognitivnih motenj, ki jih povzročajo nevrodegenerativne bolezni. Kot je opisano v tem članku, že obstajajo dokazi, kako PE deluje pozitivno na nevroendokrinem in biokemičnem nivoju in katera koristne klinične posledice izhajajo iz tega.

Kljub temu je zaželeno, da nove študije raziščejo funkcionalne mehanizme telesne vadbe na ravni možganov in razkrijejo fascinantne vidike, ki ostajajo neznani, vendar bi nam lahko omogočili uresničitev njenega terapevtskega potenciala.

Avtorski prispevki: Konceptualizacija, GF, LC in MM; metodologija, PL, GF, MR in L.C.; programska oprema, GP; formalna analiza, PL in GP; preiskava, GF, MVR; viri, MVR, AC, GM; zbiranje podatkov, GF, GP, MR; pisanje originalne priprave osnutka, GF, GP, MVR, AC, GM in MM. Vsi avtorji so prebrali in se strinjali z objavljeno različico rokopisa.

Financiranje: Ta raziskava ni prejela zunanjega financiranja.

Izjava institucionalnega nadzornega odbora: Ni primerno.

Izjava o informiranem soglasju: Ni primerno.

Izjava o razpoložljivosti podatkov: nabori podatkov, uporabljeni in/ali analizirani med trenutno študijo, bodo na razumno zahtevo na voljo ustreznemu avtorju, LC

Zahvala: Radi bi se zahvalili Alessandri Zonno za njeno tehnično pomoč.

Nasprotje interesov: Avtorji izjavljajo, da ni navzkrižja interesov.

Reference

1. Heemels, MT Nevrodegenerativne bolezni. Nature 2016, 539, 179. [CrossRef] [PubMed]

2. Radi, E.; Formichi, P.; Battisti, C.; Federico, A. Apoptoza in oksidativni stres pri nevrodegenerativnih boleznih. J. Alzheimerjeva dis. 2014, 42 (dodatek 3), S125–S152. [CrossRef]

3. Ferri, CP; Princ, M.; Brayne, C.; Brodaty, H.; Fratiglioni, L.; Ganguli, M.; Hall, K.; Hasegawa, K.; Hendrie, H.; Huang, Y.; et al. Globalna razširjenost demence: konsenzna študija Delphi. Lancet 2005, 366, 2112–2117. [CrossRef]

4. Jong-wook, L. Globalno izboljšanje zdravja in WHO: Oblikovanje prihodnosti. Lancet 2003, 362, 2083–2088. [CrossRef]

5. Dembitski, VM; Džemileva, L.; Gloriozova, T.; D'yakonov, V. Naravna in sintetična zdravila za zdravljenje demence. Biochem. Biophys. Res. Komun. 2020, 524, 772–783. [CrossRef]

6. Reddy, PH Življenjski slog in dejavniki tveganja za demenco na podeželju zahodnega Teksasa. J. Alzheimer Dis. 2019, 72, S1–S10. [CrossRef] [PubMed]

7. Marques-Aleixo, I.; Beleža, J.; Sampaio, A.; Stevanovi´c, J.; Coxito, P.; Gonçalves, I.; Ascensão, A.; Magalhães, J. Preventivni in terapevtski potencial telesne vadbe pri nevrodegenerativnih boleznih. Antioksid. Redox signal. 2021, 34, 674–693. [CrossRef][PubMed]

8. Raichlen, DA; Gordon, AD Razmerje med telesno zmogljivostjo in velikostjo možganov pri sesalcih. PLoS ONE 2011, 6, e20601.[CrossRef] [PubMed]

9. Cassilhas, RC; Tufik, S.; de Mello, MT Telesna vadba, nevroplastičnost, prostorsko učenje in spomin. Celica. Mol. Life Sci. 2016, 73, 975–983. [CrossRef] [PubMed]

10. Kirk-Sanchez, NJ; McGough, EL Telesna vadba in kognitivna zmogljivost pri starejših: trenutne perspektive. Clin. Interv.Staranje 2014, 9, 51–62. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com