by 
Nový výzkum zveřejněný v časopise Stárnoucí buňka vrhá světlo na potenciál cvičení k prevenci nebo zpomalení kognitivního poklesu spojeného se stárnutím. Tato studie zjistila, že cvičení může významně změnit genovou expresi starých mikroglií, což je typ mozkových buněk, a vrátit je do mladistvějšího stavu.
Jak lidé stárnou, často pociťují pokles jak fyzického zdraví, tak kognitivních schopností. Tento pokles může vést ke stavům, jako je demence, pro kterou v současnosti existuje jen málo účinných způsobů léčby.
Předchozí pozorovací studie naznačovaly, že cvičení může pomoci zmírnit některé deficity v mozku související s věkem, ale přesné mechanismy za těmito výhodami nebyly dobře pochopeny. Výzkumníci se zaměřili na prozkoumání toho, jak cvičení ovlivňuje mozek na buněčné úrovni, zejména se zaměřením na mikroglie, aby odhalili potenciální terapeutické cíle pro pokles kognitivních funkcí.
„Sám jsem zažil a viděl na jiných, že pravidelné cvičení má mnoho příznivých účinků, včetně zdraví mozku, ale dodnes není známo, jak cvičení tyto změny řídí. Bylo by úžasné zjistit klíčové složky cvičení, které zprostředkovávají příznivé účinky na mozek a jeho funkci,“ uvedla autorka studie Jana Vukovic, docentka z University of Queensland.
Vědci provedli svou studii na myších, což je běžný model pro pochopení lidské biologie díky jejich genetickým a fyziologickým podobnostem. Použili samice myší ze dvou věkových skupin: mladé (3 měsíce staré) a staré (18 měsíců staré). Myši byly rozděleny do dvou skupin: myši s přístupem k běžícímu kolu (skupina cvičení) a myši bez (skupina se sedavým zaměstnáním). Cvičební režim sestával z 21 dnů dobrovolného běhu na kole, po kterém následoval 14denní odpočinek.
Ke studiu účinků cvičení na mozek použili vědci techniku zvanou jednobuněčné sekvenování RNA. Tato metoda umožňuje analýzu genové exprese v jednotlivých buňkách a poskytuje detailní pohled na buněčnou aktivitu. Vědci se konkrétně podívali na hippocampus, oblast mozku kritickou pro učení a paměť, aby vyhodnotili změny v různých typech buněk, včetně mikroglií.
Mikroglie hrají klíčovou roli při udržování zdraví mozku tím, že reagují na zranění a infekci. Nicméně, jak mozek stárne, mikroglie mají tendenci zaujmout prozánětlivý stav, který může přispět k poklesu kognitivních funkcí. V této studii staré sedavé myši vykazovaly profil genové exprese v jejich mikrogliích, což svědčí o tomto škodlivém, stárnoucím stavu. Tyto mikroglie vykazovaly zvýšenou expresi zánětlivých genů, což je v souladu se zvýšenou imunitní reakcí, která může poškodit neurony a další mozkové buňky.
Je pozoruhodné, že když se staré myši zapojily do pravidelného dobrovolného cvičení, jejich mikroglie vykazovaly profil genové exprese podobný profilu mladých myší. To naznačuje, že cvičení může účinně zvrátit proces stárnutí mikroglií a obnovit jejich genovou expresi do mladistvějšího, protizánětlivého stavu.
Dalším významným zjištěním studie byl vliv cvičení na T buňky v mozku. T buňky jsou typem imunitních buněk, které, pokud jsou v mozku přítomny ve velkém počtu, mohou přispět k zánětu a kognitivnímu poklesu. Vědci zjistili, že stárnutí přirozeně vede k hromadění T buněk v mozku.
Cvičení však významně snížilo počet T buněk u starých myší. Toto snížení nebylo pozorováno pouze v mozku, ale také v periferních orgánech, jako jsou játra, což naznačuje, že cvičení má systémový protizánětlivý účinek, který přesahuje mozek.
“Ze všech různých typů buněk v mozku bylo překvapivé, že to byly imunitní buňky, které reagovaly na cvičení nejvíce,” řekl Vukovic PsyPost. „Bylo také překvapivé vidět dramatický účinek cvičení na populaci T-buněk v mozku. T-buňky se normálně v mozku dospělých nevyskytují, ale se stárnutím se zdá, že se jejich počet zvyšuje. Cvičení vedlo k poklesu počtu T-buněk.”
Zatímco nejdramatičtější účinky cvičení byly pozorovány u mikroglií, studie zaznamenala také změny v jiných typech mozkových buněk. Astrocyty, endoteliální buňky a oligodendrocyty také vykazovaly změněné profily genové exprese v reakci na cvičení, ačkoli tyto změny byly méně výrazné než ty, které byly pozorovány u mikroglií.
Astrocyty, které podporují funkci a zdraví neuronů, a oligodendrocyty, které produkují myelinovou pochvu, která izoluje nervová vlákna, oba vykazovaly známky zlepšené funkce a snížení zánětu u cvičících starých myší. To naznačuje, že cvičení má široký příznivý účinek na různé typy buněk v mozku, což přispívá k celkovému zdraví mozku.
Kognitivní přínosy cvičení byly prokázány pomocí behaviorálního testu známého jako úkol vyhýbání se místu, který měří prostorové učení a paměť. Starší myši, které měly přístup k běžeckému kolu, si vedly v tomto úkolu výrazně lépe než jejich sedavé protějšky, což naznačuje, že cvičení může zlepšit kognitivní funkce i ve stárnoucím mozku. Toto zlepšení kognitivní výkonnosti bylo pravděpodobně spojeno s pozorovanými buněčnými a molekulárními změnami, zejména omlazením mikroglií a snížením zánětu mozku.
“Naše studie poskytuje další důkazy a ukazuje, že cvičení mění mozek na buněčné úrovni,” řekl Vukovic. “Cvičení mění imunitní krajinu ve stárnoucím mozku do mladistvějšího stavu a tyto změny jsou spojeny se zlepšením učení a paměti.”
Studie nabízí slibné důkazy, že cvičení může působit proti změnám v mozku souvisejícím s věkem, zejména omlazováním mikroglií. Zjištění přispívají k našemu pochopení toho, jak může fyzická aktivita prospět kognitivnímu zdraví a otevírají nové cesty pro vývoj intervencí k prevenci nebo zpomalení kognitivního poklesu během stárnutí.
“Jedním z cílů je povzbudit starší lidi ke cvičení, protože jsme ukázali, že je možné zvrátit některé negativní aspekty stárnutí na mozku, a tím zlepšit kognitivní výkon,” řekl Vukovic. “Dalším dlouhodobým cílem je najít způsoby a způsoby léčby, které pomohou vyvolat prospěšný aspekt cvičení na mozku u těch jedinců, kteří nemohou cvičit nebo jsou upoutáni na lůžko.”
Studii „Cvičení omlazuje mikroglie a zvrací akumulaci T-buněk ve starém myším mozku,“ napsali Solal Chauquet, Emily F. Willis, Laura Grice, Samuel BR Harley, Joseph E. Powell, Naomi R. Wray, Quan Nguyen , Marc J. Ruitenberg, Sonia Shah a Jana Vukovic.
