Araştırmacılar, egzersizin belirli bilişsel yetenekleri keskinleştirdiğini uzun zamandır biliyorlar. Hokkaido Üniversitesi’nden bir araştırma grubu, düzenli egzersizin farelerin yeni nesneleri daha önce gördükleri şeylerden ayırt etme yeteneğini artırdığını buldu. Son 20 yılda araştırmacılar; Beyindeki hipokampusun (öğrenme ve hafıza ile ilgili beyin bölgesi) boyutunu artırmanın, yeni nöronların gelişiminin ve beyne kan damarlarının sızmasının faydalarını gösterin. Şimdi, Maijima ve meslektaşları, fiziksel aktivite ile meydana gelen epigenetik değişikliklerin (kimyasal bileşikler yoluyla genlerin aktivitesinde meydana gelen değişiklikler) nörolojik değişikliklere neden olup olmadığını araştırıyorlar.
Meijima’nın grubu, sıçan beyinlerinin hipokampüsünde daha doğal asetilasyon (gen aktivitesini uyarmak için DNA bağlayıcı proteinlere bir asetil grubu eklemeye verilen bir reaksiyon) yaşadı. Bu epigenetik belirteç, daha fazla miktarda BDNF (beyinde nöronal proliferasyonu uyaran bir protein) üretimine yol açtı. Yeni nöronlar büyüyüp olgunlaştıkça BDNF’nin beyin sağlığı için önemli olduğu ortaya çıktı. Bu proteinin yüksek seviyeleri, insanlarda ve farelerde gelişmiş bilişsel performans ile ilişkilidir.
Egzersizin insan ve hayvanlar üzerindeki faydaları üzerine yapılan araştırmalar sonucunda doktorlar; Epilepsi, anksiyete bozuklukları, Parkinson hastalığı ve Alzheimer hastalığı olan hastalara egzersiz önermektedir. Nörodejeneratif hastalıkların egzersize dayalı tedavisi için klinik deneyler devam etmektedir. Elde edilen ümit verici sonuçlar, egzersizin nöropati tedavisi olarak kullanılma olasılığını artırmaktadır.
İçindekiler
Vücut-beyin bağlantısı
1990’ların sonunda, Rusty Cage’in Salk Enstitüsü’ndeki grubu, kafeslerinde daha fazla oyuncak ve tekerlek bulunan farelerin hipokampuslarında daha fazla yeni nöron ürettiğini keşfetti. Aynı grup, çevredeki hangi bileşiğin beyin üzerinde en büyük etkiye sahip olduğunu araştırdı. Bunun için bir su labirentinde yüzen bir grup fareyi, açık suda yüzen bir fareyi ve tekerlek üzerinde koşan bir fareyi gözlemlediler. 12 gün sonra, farelerin yeni nöron gelişimi, koşucularda kontrol deneklerine göre iki kat daha yüksekti. Bu çalışmadan sonra farenin hatırlama yeteneği de arttı. Ayrıca, koşan faredeki sinaptik bağlantılar (nöronların birbirleri arasında sinyal ilettiği alanlar) daha iyi organize edildi.
Son 20 yılda araştırmacılar, egzersizin bilişsel performans üzerindeki etkisinin altında yatan moleküler mekanizmaları belirlediler. Egzersizinizin kas dokusu, yağ ve karaciğerden protein ve diğer moleküllerin salınmasına neden olduğu gösterilmiştir. Bu parçacıklar ayrıca; BDNF seviyesini ve nörogenezi (nöron proliferasyonu) etkileyen diğer faktörleri etkiler. Onun gibi; İnsanlarda yeni nöron oluşumu, serebral vaskülogenez ve hatta hipokampal bölgenin boyutunda bir artış gözlemlenebilir.
Bu faktörler beyindeki genlerin aktivitesini nasıl değiştirebilir? 2009 yılında, Bristol Üniversitesi sinirbilimci Hans Roll ve meslektaşları, egzersize tepki olarak meydana gelen epigenetik değişikliklerle ilgili çalışmalarını yayınladılar. araştırma faresi grubu; Yeni bir kafes ortamına zorlanmak veya yüzmeye zorlanmak gibi stresli bir duruma zorlandılar. Stresli deneyimin ardından, düzenli olarak direksiyon simidinde koşan hayvanların hipokampal hücrelerinde histonların (DNA ile ilişkili proteinler) daha fazla asetilasyonu görüldü. Aynı zamanda aktif olan hayvanlar daha az stresli hissettiler. Koşmaya bağlı asetilasyon da strese yardımcı olmuş olabilir.
Rowell’in çalışmasından bu yana yapılan çok sayıda çalışma; Kemirgen beynindeki asetilasyon ve diğer epigenetik değişikliklerin egzersizle ilişkili olduğu bulundu. New York Üniversitesi Tıp Fakültesi’nden araştırmacıların bulgularına göre, çarkı düzenli olarak çalıştıran fareler daha yüksek miktarlarda BDNF’ye ve karaciğer tarafından salınan yağ metabolizmasının bir aracısı olan ketonlara (bir tür organik bileşik) sahiptir. Keton cisimlerinin fare beynine enjeksiyonu, histon deasetilazı baskılayamaz ve BDNF ekspresyonunu arttıramaz. sonuçlar; Moleküllerin kan yoluyla nasıl taşındığını, kan-beyin bariyerini nasıl geçtiğini ve beyindeki epigenetik belirteçleri nasıl etkinleştirdiğini veya engellediğini gösterir.
2016 yılında Florida Atlantic Üniversitesi Beyin Enstitüsü, fiziksel aktivite sırasında kas hücreleri tarafından yapılan katepsin B adlı bir protein buldu. Bu protein egzersiz için gereklidir ve farede nörojenezi başlatır. Aynı araştırma grubu, primatlarda ve insan olmayanlarda koştuktan sonra, egzersizden sonra serum katepsin düzeylerinin arttığını kaydetti. Hafıza testi, haftada üç gün, 45 dakika boyunca tekerlek üzerinde dört kez koştuktan sonra takip edildiğinde, katılımcılar, çalışmanın başlangıcından daha doğru anılarından daha doğru resimler çizdiler. Bu gelişmelerin ardından, bir dizi araştırma grubu, egzersiz sırasında salınan ve beyin gelişiminde rol oynayan BDNF ve diğer genlerin aktivitesini artırabilecek diğer molekülleri incelemektedir.
geliştirmek
1980’lerden beri insanlar üzerinde yapılan çalışmalar, egzersiz ile bilişsel performans kazanımları arasında bir bağlantı olduğunu göstermiştir. Bu ilişkiyi anlamak, nörodejeneratif hastalığı olanlar için özellikle önemliydi. Güney Kaliforniya Üniversitesi sinirbilimci Giselle Petzinger, yıllardır Parkinson hastalığı olan insanları tedavi ediyor ve egzersizin hastaların dengesini ve hareketini iyileştirdiğini fark etti. Bu gözlem, hastalık belirtileri ortaya çıktıktan sonra bile beyin büyümesinin olabileceğine dair kanıt sağlar. Böylece nöral bağlantıların oluşmasıyla motor yetenekler gelişir.
Birkaç yıl sonra Petzinger ve meslektaşları, Parkinson hastalığının bir fare modeli üzerinde çalışmaya başladılar. Grup, aktif bir farenin beyninde daha fazla dopamin nöronu olduğunu buldu. Dopamin nöronları hareket, öğrenme ve duygular için de önemlidir. Dopamin reseptörlerinin seviyesi aynı zamanda beyin plastisitesi (beynin koşullara göre yenilenme yeteneği) ile ilişkilidir ve dopamin reseptörlerinin kaybı Parkinson hastalığının en önemli belirtisidir. Haftada üç kez tekerlek üzerinde yürüyen hastalarda dopamin reseptörlerinin arttığı radyoaktif işaretleme yöntemi ile belirlendi.
Petzinger’in fareler üzerinde yaptığı çalışmalar, dendritik dallanma (nöron hücre bağlantıları) dahil olmak üzere Parkinson hastaları için egzersizin faydalarına dahil olan diğer olası mekanizmaları ortaya çıkardı. Bu etkiler, fare beynindeki bağlantıları değiştirir ve hayvanlarda hastalık ilerlemesini değiştirir, böylece hayvanda hastalık ilerlemesini değiştirir. Egzersiz, Alzheimer hastaları ve hastalığa yakalanma riski taşıyan hastalar için de faydalı olabilir. Birkaç çalışma, egzersizin genetik olarak Alzheimer hastalığına yakalanma riskini artıran mutasyonu taşıyan hastalarda riski azalttığını göstermiştir.
2018 Harvard fare araştırmasında, WNT3’ü (beyin üzerinde etkili olan bir protein) artıran herhangi bir ilaç veya gen terapisini denememiş olmalarına rağmen, egzersiz sonucunda arttığını ve bunama belirtilerini tersine çevirdiğini belirttiler. Ayrıca aynı grup, egzersiz yapmayan farelere BDNF aktivitesini artıran bir tedavi uyguladığında, bilişsel performansları egzersiz yapanlar kadar iyileşmiştir. Bu nedenle egzersiz yapamayan hastalarda da bu strateji kullanılabilir.
Elde edilen sonuçlar, Alzheimer hastalığı için mevcut 58 klinik çalışmayı desteklemektedir. Ayrıca, depresyon ve Parkinson hastalığı semptomlarını azaltmak için egzersizi kullanan 100 klinik çalışma vardır. Bazı araştırmacılar da egzersizin yaşlanma üzerindeki etkisini araştırıyorlar. Aktif bir yaşam tarzı, 70 yaşındaki birinin beynini 30’lu yaşlarına döndüremez. Ancak egzersizin sinir sistemi üzerindeki etkisini incelemek, araştırmacıların en uygun stratejiyi bulmasına olanak sağlayacaktır.
kaynak:
https://www.the-scientist.com/features/this-is-your-brain-on-exercise-64934
yazar: Ayka Olkay
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]