Связь между физическими упражнениями, функцией мышц и здоровьем мозга

«Мы задали себе вопрос, каково влияние нейронов на активность мышц и далее на связь между мышцами и мозгом?» - сказал профессор химической и биомолекулярной инженерии Хенджун Конг, руководитель исследования. «С возрастом мы теряем эти нейроны из мышц. А некоторые люди также теряют эти нейроны из-за болезни или травмы. Поэтому понимание их роли и того, как эти нервы, идущие к мышцам, влияют на мозг, важно для пожилых людей или пациентов с нервно-мышечными травмами и заболеваниями», - сказал он.

Исследования, посвященные физическим упражнениям, показали, что мышцы выделяют гормоны и внеклеточные пузырьки, которые переносят молекулы между клетками, содержащими небольшие фрагменты РНК, которые улучшают связь, передачу сигналов и коммуникацию между клетками мозга. Исследователи сравнили две модели мышечной ткани — одну с иннервацией нейронов, а другую без. Они обнаружили, что иннервируемая мышца вырабатывает больше молекул, которые стимулируют активность нейронов мозга и регулируют развитие мышц, чем мышца без нервов. Затем исследователи стимулировали нервы глутаматом, нейротрансмиттером. Они обнаружили, что в иннервируемых мышцах повышена экспрессия гена, важного для регуляции секреции. Соответственно, при них вырабатывается более высокий уровень гормона ирисина, который связан с благотворным воздействием физических упражнений, и выделяется больше внеклеточных пузырьков, чем в обычных мышцах.

«Эти результаты подчеркивают важность иннервации нейронов. С возрастом мы теряем нервное снабжение мышц, и наши мышцы начинают разрушаться и терять функцию. И каким-то образом это может в дальнейшем привести к дисфункции органов. Поэтому понимание того, как регулировать или поддерживать секреторную функцию мышц, очень важно», - сказал Хуанг.

Далее исследователи планируют подробнее изучить механизмы в месте соединения нейронов с мышечными клетками, чтобы определить, как нервные импульсы стимулируют мышцы и влияют ли они на выработку стимулирующих мозг факторов или просто на их высвобождение, что является важным отличием для возможного лечения тех, кто потерял нервы или мышцы.

Они также надеются изучить возможность использования своей тканевой модели в качестве платформы для эффективного производства факторов. В конечном итоге они надеются получить полную картину петли мозг-нерв-мышца и способов ее поддержания.
Физические упражнения создают более надежный интерфейс между двигательными нейронами и мышцами, и теперь мы знаем, что нервы, посылающие сигнал в мышцу, высвобождают молекулы и внеклеточные пузырьки, которые полезны для мозга.