Systeemiset biomarkkerit osoittavat aerobisen liikunnan hyödyllisiä vaikutuksia aivotoimintaan iäkkäillä aikuisilla

Kasvava näyttö osoittaa, että liikunta ja liikuntaharjoittelu voivat viivästyttää tai estää Alzheimerin taudin (AD) puhkeamisen. Ikääntyvillä ihmisillä, aerobinen harjoittelu lisää harmaan ja valkoisen aineen määrää, parantaa verenkiertoa, ja parantaa muistitoimintoa. Kyky mitata harjoituksen vaikutuksia systeemisiin biomarkkereihin, jotka liittyvät AD -riskiin ja liittyvät niihin keskeisiin metabolisiin muutoksiin, voivat edelleen estää, seuranta, ja hoitotoimet. Kuitenkin, systeemiset biomarkkerit, joilla voidaan mitata harjoituksen vaikutuksia aivotoimintaan ja jotka liittyvät asiaankuuluviin metabolisiin vasteisiin, puuttuvat.

Voit ratkaista tämän ongelman Henriette van Praag, Ph.D., Florida Atlantic Universityn Schmidt College of Medicine and Brain Institute ja Ozioma Okonkwo, Ph.D., Wisconsin Alzheimerin tautien tutkimuskeskus ja lääketieteen laitos Wisconsin-Madisonin yliopistossa ja heidän yhteistyökumppaninsa, testasi hypoteeseja, että kolme erityistä biomarkkeria, jotka liittyvät oppimiseen ja muistiin, lisääntyy iäkkäillä aikuisilla harjoituksen jälkeen ja korreloi aivojen terveyden kognitio- ja metabolomimarkkereiden kanssa. He tutkivat myokiini katepsiini B:tä (CTSB), aivoista peräisin oleva neurotrofinen tekijä (BDNF), ja klotho, sekä aineenvaihdunta, joita on käytetty yhä enemmän ymmärtämään biokemiallisia reittejä, joihin AD voi vaikuttaa.

Tutkijat tekivät metabolomisen analyysin verinäytteistä 23 oireettomasta myöhäisestä keski-ikäisestä aikuisesta, joilla on perinnöllinen ja geneettinen riski AD:lle (keski -ikä 65 vuotta vanha, 50 prosenttia naisista), jotka osallistuivat aeRobic Exercise And Cognitive Health (REACH) -pilotutkimukseen (NCT02384993) Wisconsinin yliopistossa. Osallistujat jaettiin kahteen ryhmään:tavallinen liikunta (UPA) ja tehostettu fyysinen aktiivisuus (EPA). EPA -ryhmä kävi 26 viikkoa valvottua juoksumattokoulutusta. Molempien ryhmien verinäytteet otettiin lähtötilanteessa ja 26 viikon kuluttua.

Tutkimuksen tulokset, julkaistu lehdessä Endokrinologian rajat , osoitti, että plasman CTSB-tasot nousivat tämän 26 viikon strukturoidun aerobisen harjoittelun jälkeen iäkkäillä aikuisilla, joilla on AD-riski. Suullinen oppiminen ja muisti korreloivat positiivisesti CTSB:n muutoksen kanssa, mutta eivät liittyneet BDNF:ään tai klothoon. Nykyinen korrelaatio CTSB:n ja verbaalisen oppimisen ja muistin välillä viittaa siihen, että CTSB voi olla hyödyllinen merkkinä kognitiivisille muutoksille, jotka liittyvät hippokampuksen toimintaan harjoituksen jälkeen dementian riskiryhmässä.

Plasman BDNF -tasot laskivat metabolisten muutosten yhteydessä, mukaan lukien keramidien vähentäminen, sfingo- ja fosfolipidit, sekä muutokset suoliston mikrobiomimetaboliiteissa ja redoks homeostaasissa. Todellakin, useita AD:n kannalta merkityksellisiä lipidimetaboliitteja muutettiin harjoituksella tavalla, joka voi olla neuroprotektiivinen. Seerumin klotho oli muuttumaton, mutta se liittyi kardiorespiratoivaan kuntoon.

Tuloksemme asettavat CTSB:n, BDNF, ja klotho harjoituksen biomarkkereina elämäntapojen vaikutusten arvioimiseksi aivotoimintaan. Ihmistutkimuksissa käytetään usein kalliita ja pienitehoisia aivojen kuvantamisanalyysejä, jotka eivät ole käytännöllisiä suurille väestötutkimuksille. Systeemisiä biomarkkereita, joilla voidaan mitata harjoitusten vaikutuksia Alzheimerin tautiin liittyviin tuloksiin nopeasti ja edullisesti, voitaisiin käyttää sairauden etenemiseen ja uusien terapeuttisten kohteiden kehittämiseen. "

Henriette van Praag, Ph.D., vastaava kirjoittaja, biolääketieteen dosentti, FAU:n Schmidt College of Medicine, ja jäsen FAU Brain Institute ja FAU Institute for Human Health &Disease Intervention (I-HEALTH)

CTSB, lysosomaalinen entsyymi, erittyy lihaksista verenkiertoon harjoituksen jälkeen ja liittyy muistitoimintaan ja aikuisten hippokampuksen neurogeneesiin. Kognitiivisesti heikentyneillä vanhemmilla aikuisilla on alhaisemmat seerumin ja aivojen CTSB -tasot. BDNF on proteiini, jota jyrsijöiden hippokampus ja aivokuori säätelevät juoksemalla ja joka on tärkeä aikuisten neurogeneesille, synaptinen plastisuus, ja muistitoiminto. Klotho on kiertävä proteiini, joka voi parantaa kognitiota ja synaptista toimintaa ja joka liittyy herkkyyttä hermostoa rappeuttaviin sairauksiin, mahdollisesti tukemalla muistista ja oppimisesta vastaavia aivojen rakenteita.

"Positiivinen yhteys CTSB:n ja kognition välillä, ja dementiaan liittyvien lipidimetaboliittien merkittävä modulaatio, tukea liikuntaharjoittelun hyödyllisiä vaikutuksia aivotoimintaan ja aivojen terveyteen oireettomilla henkilöillä, joilla on riski Alzheimerin taudista, "sanoi van Praag.

• Seulonnan puute voi olla taustalla lisääntynyt paksusuolen syövän riski mustien ihmisten keskuudessa
• SARS-CoV-2-havaitseminen liittyy viruksen RNA-esiintyvyyteen potilailla ja sairaalaympäristössä