Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Beckman araştırmacıları, kasılan kaslardan gelen kimyasal sinyallerin sağlıklı beyinleri nasıl desteklediğini inceledi. Bulguları, bu sinyallerin yeni beyin ağlarının büyümesine ve düzenlenmesine nasıl yardımcı olduğunu ortaya koyarken, aynı zamanda egzersiz yoluyla beyin sağlığını iyileştirme yollarına işaret ediyor. Fiziksel aktivite sıklıkla fiziksel ve zihinsel sağlığı iyileştirmenin bir yolu olarak belirtilir. Beckman İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, bunun beyin sağlığını daha doğrudan iyileştirebileceğini de göstermiştir. 

Egzersiz sırasında kaslar, ağır bir ağırlığı kaldırmaya çalışan bir pazı gibi kasıldığında, kan dolaşımına çeşitli bileşikler salarlar. Bu bileşikler, beyin de dahil olmak üzere vücudun farklı bölgelerine gidebilir. Araştırmacılar, egzersizin beynin hipokampus adı verilen belirli bir bölümüne nasıl fayda sağlayabileceğiyle özellikle ilgilendiler.

Illinois Urbana-Champaign Üniversitesi'nde makine bilimi ve mühendisliği öğrencisi ve çalışmanın baş araştırmacısı Doktora Ki Yun Lee, "Hipokampus, öğrenme ve hafıza ve dolayısıyla bilişsel sağlık için çok önemli bir alandır" dedi. Egzersizin hipokampa nasıl fayda sağladığını anlamak, bu nedenle Alzheimer hastalığı da dahil olmak üzere çeşitli durumlar için egzersize dayalı tedavilere yol açabilir.

Kasların kasılmasıyla salınan kimyasalları izole etmek ve bunları hipokampal nöronlar üzerinde test etmek için araştırmacılar farelerden küçük kas hücresi örnekleri topladılar ve bunları laboratuvarda hücre kültürü kaplarında büyüttüler. Kas hücreleri olgunlaştığında, kimyasal sinyallerini hücre kültürüne salarak kendi başlarına kasılmaya başladılar.

Araştırma ekibi, artık olgun kas hücrelerinden gelen kimyasal sinyalleri içeren kültürü, hipokampal nöronları ve astrositler olarak bilinen diğer destek hücrelerini içeren başka bir kültüre ekledi. Hücre büyümesini izlemek için immünofloresan ve kalsiyum görüntüleme ve nöronal elektriksel aktiviteyi kaydetmek için çoklu elektrot dizileri dahil olmak üzere çeşitli önlemler kullanarak, bu kimyasal sinyallere maruz kalmanın hipokampal hücreleri nasıl etkilediğini incelediler.

Sonuçlar çarpıcıydı. Kasılan kas hücrelerinden gelen kimyasal sinyallere maruz kalmak, hipokampal nöronların daha büyük ve daha sık elektrik sinyalleri üretmesine neden oldu güçlü büyüme ve sağlığın bir işareti. Birkaç gün içinde nöronlar bu elektrik sinyallerini daha senkronize bir şekilde ateşlemeye başladılar, bu da nöronların birlikte daha olgun bir ağ oluşturduğunu ve beyindeki nöronların organizasyonunu taklit ettiğini düşündürüyor.

Bununla birlikte, araştırmacıların bu kimyasal sinyallerin hipokampal nöronların büyümesine ve gelişmesine nasıl yol açtığına dair hala soruları var. Egzersizi daha iyi beyin sağlığına bağlayan yolun daha fazlasını ortaya çıkarmak için, daha sonra astrositlerin bu ilişkiye aracılık etmedeki rolüne odaklandılar.

Araştırmacılar hücre kültürlerinden astrositlerin çıkarılmasının nöronların daha da fazla elektrik sinyali ateşlemesine neden olduğunu buldular, bu da astrositler olmadan nöronların büyümeye devam ettiğini ve belki de yönetilemez hale gelebilecekleri bir noktaya kadar devam ettiğini gösteriyor.

Lee, "Astrositler, egzersizin etkilerine aracılık etmede kritik bir rol oynuyor. Astrositler, nöronal aktiviteyi düzenleyerek ve nöronların aşırı uyarılabilirliğini önleyerek, optimal beyin fonksiyonu için gerekli dengeye katkıda bulunur." dedi. Kas kasılması ile hipokampal nöronların büyümesi ve düzenlenmesi arasındaki kimyasal yolu anlamak, egzersizin beyin sağlığını iyileştirmeye nasıl yardımcı olduğunu anlamanın ilk adımıdır.Lee, araştırmanın Alzheimer hastalığı gibi bilişsel bozukluklar için daha etkili egzersiz rejimlerinin geliştirilmesine katkıda bulunabileceğini belirtti.

Makale: sciencedirect.com