Dočasná výdrž cvičením vyvolaných výhod na pamäť závislú od hipokampu a synaptickú plasticitu u samičiek myší, časť 3

3.4. Hippokampálny BDNF nie je zvýšený po odbere OLM

BDNF signalizácia je kľúčovým mechanizmom, ktorý je základom zlepšenej hipokampálnej synaptickej plasticity a učenia cvičením (Cotman a kol., 2007; Intlekofer a kol., 2013; S. Vaynmanet al., 2004; SS Vaynman a kol., 2006). Preto skúmame hipokampálnu expresiu Bdnf mRNA počas získavania, 1 hodinu po testovaní správania. Rozhodli sme sa posúdiť hladiny BDNF v tomto časovom bode z dvoch hlavných dôvodov.

Hipokampus je dôležitá nervová štruktúra v mozgu, ktorá hrá kľúčovú úlohu v procese pamäti a učenia. Synaptická plasticita hipokampu označuje jav, že spojenia medzi neurónmi sa môžu meniť v závislosti od aktivity medzi neurónmi. Táto plasticita je rozhodujúcim faktorom v mozgovej pamäti a procesoch učenia.

V posledných rokoch rastúci počet štúdií preukázal úzky vzťah medzi hipokampálnou synaptickou plasticitou a pamäťou. Konkrétne, keď sa naučia nové poznatky, spojenia medzi neurónmi sa zmenia, čím sa vytvoria nové synaptické spojenia. Tieto nové spojenia vedú k zmenám v neurónových sieťach, ktoré zlepšujú pamäťové schopnosti. Synaptická plasticita hipokampu je teda základom požadovaného ukladania dlhodobých spomienok.

Štúdie navyše ukázali, že existuje vzťah medzi plasticitou hipokampu a neurodegeneratívnymi ochoreniami, ako je Alzheimerova choroba a Parkinsonova choroba. Tieto choroby spôsobujú stratu spojení medzi neurónmi, čo ovplyvňuje pamäť a schopnosti učenia. Preto pochopenie hipokampálnej synaptickej plasticity má dôležité dôsledky na prevenciu a liečbu týchto neurodegeneratívnych stavov.

Stručne povedané, hipokampálna synaptická plasticita je dôležitým nervovým fenoménom úzko súvisiacim s pamäťou. Jeho pochopenie je rozhodujúce pre podporu rozvoja pamäti a schopností učenia, ako aj pre prevenciu a liečbu neurodegeneratívnych ochorení. Mali by sme venovať väčšiu pozornosť a študovať hipokampálnu synaptickú plasticitu, aby sme podporili rozvoj vedy o mozgu a liečbu neurologických chorôb. Je vidieť, že si musíme zlepšiť pamäť. Cistanche deserticola môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola je tradičný čínsky liečivý materiál s mnohými jedinečnými účinkami, z ktorých jedným je zlepšenie pamäte. Účinnosť mletého mäsa spočíva v rôznych aktívnych zložkách, ktoré obsahuje, vrátane kyselín, polysacharidov, flavonoidov atď. Tieto zložky môžu podporovať zdravie mozgu rôznymi spôsobmi.

Kliknite na vedieť doplnky na zlepšenie pamäte

Po prvé, toto obdobie po získaní zahŕňa up-reguláciu niekoľkých okamžitých skorých génov (IEG) v dorzálnom hipokampe (Keiser et al., 2017). Po druhé, vzhľadom na nové umiestnenie objektu počas testovania môže dôjsť aj k novému učeniu. 1 hodina po učení teda predstavuje časť konsolidačného okna zahŕňajúce bunkovú konsolidáciu a stabilizáciu pamäťovej stopy (McGaugh, 2000), počas ktorej sú IEG kľúčové pre konsolidáciu vysoko regulované (napr. Lonergan a kol., 2010; Radulovic a kol. , 1998).

Po tretie, nové umiestnenie objektov môže byť začlenené do predchádzajúcej pamäťovej stopy prostredníctvom opätovného upevnenia, a nie nového učenia (Kwapis et al., 2020). BDNF je nevyhnutný na rekonsolidáciu (Radiske et al., 2015) a hladiny BDNF proteínu sú významne zvýšené 3–4 hodiny po získaní (Radiske et al., 2015, Radiske et al., 2017). Upregulácia Bdnf mRNA sa teda môže vyskytnúť v skoršom časovom bode. Spoločne sme usúdili, že 1 hodina po získaní najlepšie zachytí zmeny v expresii BDNF.

U myší sa gén Bdnf skladá z 3′ spoločného kódujúceho exónu (exón IX) a ôsmich 5′nekódujúcich exónov (exón I-VIII) (Aid et al., 2007). Každý 5 'nepreložený nekódujúci exón je spojený s 3 'spoločným exónom, aby sa vygenerovali viaceré transkripty Bdnf (Aid et al., 2007), čím sa exón IX stal markerom pre celkové transkripty Bdnf. Cvičenie tiež selektívne upreguluje exón I, IV a VI lodného pocampu Bdnf (Baj a kol., 2012; Intlekofer a kol., 2013; Sleiman a kol., 2016); preto sme hodnotili hipokampálnu expresiu týchto Bdnf exónov.

Rôzne režimy cvičenia rozdielne neovplyvňujú hipokampálnu expresiu Bdnf exónu XI (obr. 4D; jednosmerná ANOVA, F (3,25)=0.18, p=0.90), exón I ( Obr. 4A; jednosmerná ANOVA, F(3,26)=0,90, p=0,45), exón IV (obr. 4B; jednosmerná ANOVA, F (3,26) )=0,03, p=0,99), orexón VI (obr. 4C; jednosmerná ANOVA, F (3,26)=0,57, p {{30} }.63).

4. Diskusia

Táto štúdia skúmala účinky cvičenia na učenie závislé od hipokampu a synaptickú plasticitu u samíc myší. Zistili sme, že dobrovoľné cvičebné obdobie 14 umožňuje učenie a tvorbu dlhodobej pamäti v podmienkach podprahového získavania úlohy OLM závislej od hipokampu. Po počiatočnom cvičení malo 7d sedavé oneskorenie za následok znížený výkon, čo sa znova uľahčilo, keď zvieratá dostali 2d reaktivačného cvičenia po odložení sedu.

Samice myší vykazovali zvýšenú bežeckú aktivitu počas fázy estru v porovnaní s fázou diestru a nepozoroval sa žiadny vplyv fázy estru na výkonnosť OLM. Na synaptickej úrovni cvičenie uľahčilo LTP v oblasti CA1 hipokampu, ktorý pretrvával počas sedavého oneskorenia a po reaktivácii cvičenia.

Hodnotenie hipokampálnej expresie Bdnf po testovaní správania neodhalilo žiadne rozdiely medzi skupinami. Naša štúdia spoločne poskytuje dôkazy o tom, že dobrovoľné cvičenie môže u žien zapojiť a udržať učenie vyvolané cvičením a výhody neuroplasticity.

Naše údaje poskytujú dôkazy o cvičení vylepšenom u samíc myší, zistenia, ktoré sú v súlade s predchádzajúcimi správami preukazujúcimi schopnosť cvičenia zlepšiť výkonnosť samíc krátkodobo závislých od hipokampu (Kim et al., 2010; Marosi et al., 2012; Siette a kol., 2013) a úlohy dlhodobej pamäte (Aguiar a kol., 2011; Harburger a kol., 2007; Kim a kol., 2010; Marlatt a kol., 2012; Marosi a kol., 2012 Van Praag, Christie a kol., 1999). Väčšina štúdií skúmajúcich účinky učenia závislého od cvičenia na hippocampus u samíc hlodavcov uvádza dlhšie trvanie cvičenia, ktoré sa môže pohybovať od 6 týždňov do 8 mesiacov (pozri Barha a kol., 2017; Uysal a kol., 2014).

Naše údaje preto naznačujú, že kratšie trvanie cvičenia, ako napríklad 2 týždne (14 dní), je dostatočné na vyvolanie trvalých prínosov pre učenie a pamäť u žien. To je v súlade s našou predchádzajúcou štúdiou na samcoch myší (Butler et al., 2019), ktorá tiež uvádza, že 2 týždne dobrovoľného cvičenia sú prahom pre učenie sa uľahčené cvičením, zatiaľ čo 1 týždeň alebo 2 dni samotného cvičenia nevyvolávajú kognitívne zlepšenie. Naša štúdia neskúmala vplyv 1 týždňa alebo 2 dní cvičenia na kogníciu u žien, takže zostáva možnosť, že ešte nižšia dĺžka cvičenia môže u žien iniciovať kognitívne výhody. Okrem výhod vyvolaných počiatočnou 14-dňovou dobrovoľnou cvičebnou reláciou nebolo u zvierat, ktoré podstúpili 7-dňové sedenie po cvičení, pozorované zlepšenie výkonnosti pamäte.

Cvičenie na reaktiváciu a2D po oneskorení sedavého pohybu však uľahčilo učenie, čo naznačuje, že kognitívne výhody vyvolané cvičením môžu byť zachované a pretrvávajú počas obdobia oneskoreného sedavého pohybu a môžu byť reaktivované opätovným vystavením zvierat kratšiemu trvaniu cvičenia. Je to podobné ako zistenia z Butler a kol., 2019 s použitím samcov myší, ktorí demonštrujú, že a2D reaktivačné cvičenie môže znovu uľahčiť učenie po 7D sedavom oneskorení. Budúce štúdie budú musieť zistiť, či samotné cvičenie 2d bez počiatočného cvičenia môže priniesť výhody na kogníciu.

Butler et al., 2019 tiež ukazujú, že opätovné zapojenie prínosov vyvolaných cvičením nie je pozorované po 14 dňoch sedavého oneskorenia, čo navrhuje hypotézu, že cvičenie iniciuje „okno časovej pamäte“, počas ktorého môže následná podprahová cvičebná relácia zarábať na zavedenej adaptácii neurónov. úvodným cvičením na uľahčenie učenia. V našej štúdii sme ďalej neskúmali, či 2 d reaktivačného cvičenia môže u žien stále znovu uľahčovať výhody cvičenia po 14 d sedavého oneskorenia po cvičení.

Preto budúce štúdie môžu využiť dlhšie sedavé obdobie na preskúmanie rozsahu tohto „okna časovej pamäte“ u žien. Naše zistenia spoločne naznačujú, že 14d dobrovoľného cvičenia môže uľahčiť formovanie dlhodobej pamäte v podmienkach podprahového získavania úlohy OLM závislej od hipokampu a tieto výhody sú zachované počas 7d sedavého oneskorenia a možno ich znova zapojiť do 2d reaktivačného cvičenia.

Naše údaje tiež naznačujú podobnú bežeckú aktivitu vo fázach estrálneho cyklu s výrazným zvýšením celkovej bežeckej vzdialenosti počas estru v porovnaní s diestrusom. U samíc hlodavcov sa estrálny cyklus skladá z folikulárnej fázy (nazývanej metestrus a diestrus), počas ktorej sa hladina estradiolu postupne zvyšuje. Maximálne hladiny estradiolu sa vyskytujú, keď sú zvieratá v preovulačnej fáze (nazývanej proestrus) a po nich nasleduje nárast progesterónu, keď zvieratá vstupujú do fázy estru, počas ktorej sú zvieratá behaviorálne vnímavé (Becker a kol., 2017; Becker & Koob, 2016; Nilsson a kol. al., 2015).

Táto hormonálna oscilácia vytvára každodennú variabilitu cvičebnej aktivity. Predchádzajúce správy ukázali variabilitu zapojenia sa do cvičenia počas estrálneho cyklu, pričom najvyššia bežecká aktivita sa vyskytuje počas proestruálnej fázy, keď hladiny estrogénu vrcholia (Aguiar a kol., 2018; Anantharaman-Barr & Decombaz, 1989; Manzanares a kol., 2018). u potkanov po ovariektómii sa denné behanie na kolieskach výrazne znížilo a obnovilo sa náhradou estrogénu, čo naznačuje úlohu estrogénu pri modulácii výkonu u samíc pri cvičení (Berchtold et al., 2001). Naše zistenia ukazujúce zvýšený chod kolesa počas estru sú teda v rozpore s týmito správami, keďže hladina estradiolu je počas estrusovej fázy nízka (Nilsson et al., 2015). Naše údaje sú však v súlade s inými štúdiami, ktoré pozorujú zvýšený chod kolesa počas fázy estru (Dixon et al., 2003; Eckel et al., 2000). Skoršia štúdia Steinera et al., (1981) naznačuje vrchol kolesa k behu došlo počas noci medzi proestrum a estrusom, čo naznačuje špecifický časový bod, v ktorom zvieratá vykazovali zvýšenú aktivitu, a nie efekt jedinej estrálnej fázy.

Preto môžu byť nekonzistentné výsledky spôsobené variabilitou časových bodov, v ktorých sa medzi štúdiami skúma estróza. V tejto štúdii sa estrálne hodnotenie uskutočnilo, keď boli zvieratá vo fáze svetla (10:00 ± 1 h). Vzhľadom na to, že myši sú aktívnejšie v noci a prechod medzi estrálnymi štádiami môže nastať rýchlo, naše cytologické údaje nemusia zachytiť tento prechod počas tmavej fázy, a teda úplne nepredstavujú bežiacu aktivitu počas 24 hodín. Budúce štúdie teda môžu posúdiť estrálne štádium zvierat bližšie k fáze tmy alebo počas nej, keď aktivita zvierat kulminuje, aby čo najlepšie reprezentovala výkon pri každodennom cvičení.

Kolísanie hladiny estradiolu moduluje fyziológiu hipokampu u žien. V priebehu estrálneho cyklu sa dendritická morfológia a hustota chrbtice CA1 pyramidálnych neurónov mení, pričom hustota chrbtice je najvyššia počas proestru (González-Burgos a kol., 2005; Gould a kol., 1990; Kato a kol., 2013; Prange-Kiel a kol., 2008; Woolley a kol., 1990; Woolley & McEwen, 1992). Zmeny v hipokampálnej synaptickej hustote závisia od syntézy estradiolu v hipokampe (Prange-Kiel et al., 2009), ktorá pozitívne koreluje s hladinami estradiolu v plazme počas estrálneho cyklu (Kato et al., 2013). Proestrus je tiež spojený so zvýšeným LTP v CA1 neurónoch v reakcii na Schafferove kolaterálne vstupy (Biet al., 2001; Good a kol., 1999; Warren a kol., 1995), čo môže byť sprostredkované zmenami necitlivosti na glutamát a GABA (Hamson a kol., 2016).

Spoločne tieto údaje poskytujú úlohu endogénneho estradiolu pri modulácii aktivity hipokampálnej siete (Hamson a kol., 2016), čo by mohlo vysvetliť rôzne behaviorálne výkony počas estrálneho cyklu, keď hladiny estrogénu kolíšu (Triviño-Paredes a kol., 2016; Walf a kol. 2006; Warren & Juraska, 1997). V našej štúdii, keď sme porovnávali estrálne štádiá buď v akvizičnom alebo testovacom dni s výkonom OLM v rámci liečebných skupín, nevideli sme významný vplyv výkonu OLM estrousonu. Vzhľadom na to, že naša veľkosť vzorky je malá a počet myší v určitej estrálnej fáze bol náhodný, budúce štúdie môžu zlepšiť štatistickú silu zvýšením veľkosti vzorky, aby bolo možné v každej estrálnej fáze v čase akvizície a testu použiť viacero zvierat.

Učenie zapája dynamické neurónové udalosti na uľahčenie neuronálnej komunikácie v synapsii prostredníctvom procesu nazývaného dlhodobá potenciácia (LTP). Preto je indukcia a udržiavanie LTP v hipokampe rozhodujúce pre učenie a konsolidáciu pamäte (Elgersma & Silva, 1999; MA Lynch, 2004; Pastalková et al., 2006). Predchádzajúce štúdie ukazujú, že zvýšený hipokampálny LTP je spojený so zlepšenými kognitívnymi funkciami (napr. Keizer a kol., 2021; Kwapis a kol., 2018; Tang a kol., 1999). V súlade s týmito štúdiami naše zistenia ukazujú, že 14d dobrovoľného cvičenia zvýšilo LTP v podpoli CA1 hipokampu v porovnaní s kontrolou sedavého pohybu, čo zodpovedá našim behaviorálnym zisteniam o zvýšenej tvorbe dlhodobej pamäte v podmienkach podprahového získavania cvičením.

Počet štúdií skúmajúcich synaptickú plasticitu sprostredkovanú cvičením v oblasti CA1 je riedky, najmä u žien, a často poskytuje protichodné výsledky. U samcov hlodavcov cvičenie zvráti poruchu LTP v CA1 spôsobenú stresom (Dahlin et al., 2019), depriváciou spánku (Zagaar et al., 2012, Zagaar et al., 2013) a na myších modeloch Alzheimerovej choroby (Dao et al. ., 2013, Dao et al., 2015). U samíc cvičenie tiež zmierňuje poruchy LTP u potkanov s nedostatkom spánku (Saadati et al., 2014, 2015). V týchto štúdiách však cvičenie v zdravých kontrolách ďalej nezlepšuje CA1 LTP v porovnaní so sedavými kontrolami, čo naznačuje, že cvičenie spôsobuje iba uľahčený LTP v oblasti CA1 za aberantných podmienok. Na rozdiel od týchto správ av súlade s našimi zisteniami nedávne štúdie na samcoch hlodavcov uvádzajú zvýšený CA1 LTP u zdravých zvierat po cvičení v porovnaní s kontrolou sedavého pohybu (D'Arcangelo a kol., 2017; Ivy a kol., 2020; Tsai a kol., 2018 ). Vzhľadom na rozpor medzi týmito štúdiami môže variabilita typu, dĺžky a intenzity cvičebných paradigiem prispieť k odlišným výsledkom.

Mnohé z týchto štúdií napríklad využívajú nútené cvičenie (Dao a kol., 2013, 2015; D'Arcangelo a kol., 2017; Saadati a kol., 2015; Tsai a kol., 2018; Zagaar a kol., 2012, Zagaar a kol., 2013) s rôznymi protokolmi, zatiaľ čo len niekoľko štúdií využíva beh s dobrovoľným kolesom (Ivy a kol., 2020; Saadati a kol., 2014) s rôznym trvaním cvičenia. metodológií, a teda by mohli odlišne modulovať hipokampálnu neurogenézu, neurotrofické faktory, markery synaptickej plasticity a správanie (Barha et al., 2017; Leasure & Jones, 2008), je nevyhnutné, aby budúci výskum cvičenia bol homogénnejší v protokoloch cvičení používaných na umožnenie pre porovnateľné výsledky.

Odhliadnuc od tohto bodu, rozdiely vo veku a záťaži experimentálnych zvierat môžu tiež naznačovať rôzne množstvá cvičenia potrebné na využitie určitých výhod cvičenia, čo ďalej prispieva k dynamickej regulácii výhod sprostredkovaných cvičením. Celkovo je naša štúdia prvá, ktorá ukazuje, že 2 týždne dobrovoľného cvičenia môžu skutočne uľahčiť LTP v oblasti CA1 hipokampu u samíc myší.

Okrem schopnosti cvičenia zvýšiť synaptickú plasticitu v podpoli CA1 hipokampu tiež demonštrujeme pretrvávanie zvýšenia LTP po ukončení cvičenia, čím sme vytvorili prvý dôkaz o dočasnej vytrvalosti prínosov vyvolaných cvičením na neuroplasticitu u žien. Zistenie dlhotrvajúceho zvýšenia LTP je prekvapujúce vzhľadom na znížený výkon OLM po oneskorení sedenia. Vzhľadom na to, že náš stimulačný protokol pozostáva z 5 theta vzplanutí a ukázalo sa, že indukuje stabilnú potenciáciu u sedavých myší (Acharya a kol., 2019; Keizer a kol., 2021; Kwapis a kol., 2018; Vogel-Ciernia a kol., 2013 White a kol., 2016), podprahová stimulácia môže pozostávať z 3 théta-vzplanutí (López a kol., 2016), ktoré môžu bližšie napodobňovať hipokampálnu aktivitu počas podprahových akvizičných podmienok, môžu byť schopné zachytiť absenciu cvičenia- indukované výhody na synaptických úrovniach počas sedavého oneskorenia.

Stojí za zmienku, že LTP bol zaznamenaný z hipokampálnych tkanív odobratých 1 h po podprahovej akvizícii OLM, počas ktorej sú produkty súvisiace so synaptickou plasticitou upregulované (Carulli a kol., 2011; Irvine a kol., 2006; Wang & Peng, 2016), čo môže kompenzovať zníženie a/alebo stratu faktorov potrebných na zvýšenie LTP, ku ktorým došlo počas oneskorenia v sede. Záznamy LTP z myší, ktoré neprešli podprahovou akvizíciou OLM, by preto mohli priniesť výsledky, ktoré sú viac v súlade s našimi údajmi o správaní. Napriek tomu pretrvávanie zvýšeného LTP u samíc myší počas sedavého oneskorenia v porovnaní s kontrolou naznačuje zachovanie prínosov pre synaptické funkcie z počiatočného cvičenia.

Cvičenie indukuje hipokampálnu expresiu neurotrofického faktora odvodeného z mozgu (BDNF), aby sa uľahčila neuroplasticita a učenie (Cotman a kol., 2007; Cotman & Engesser-Cesar, 2002; Loprinzi & Frith, 2018; S. Vaynman a kol.), 2004 . BDNF signalizácia podporuje štrukturálne synaptickú zmenu, ktorá zase moduluje synaptickú transmisiu a LTP (Kramár a kol., 2004; Lu & Chow, 1999; Soulé a kol., 2006). Expresia BDNF je rozhodujúca pre tvorbu dlhodobej pamäte (Bekinschtein et al., 2008; Lubin, 2011) a indukcia BDNF je potrebná na zlepšenie kognitívnych funkcií cvičením (Gomez-Pinilla et al., 2008; Intlekofer et al., 2013). Spolu je BDNF potenciálnym mechanizmom, ktorý je základom udržiavania výhod vyvolaných cvičením u žien. Na naše prekvapenie sa expresia Bdnf mRNA z hipokampálneho tkaniva zozbieraného 1 hodinu po teste OLM významne nelíšila medzi podmienkami cvičenia a sedavou kontrolou, čo robí naše zistenia v rozpore s inými správami, ktoré ukazujú významnú indukciu hipokampálnej Bdnf mRNA po dobrovoľnom cvičení u žien (Berchtold et al. , 2001; Gallego a kol., 2015; Uysal a kol., 2014).

Naše zistenia o LTP zosilnenom cvičením napriek absencii hipokampálnej Bdnf upregulácie sú v súlade s nálezmi Titterness et al., (2011), čo poskytuje dôkaz, že cvičenie môže zvýšiť DG LTP u samcov potkanov a znížiť indukčný prah pre DG LTP u samíc neprítomnosť upregulácie BDNF. Hodnotenie časového priebehu Bdnf mRNA po dobrovoľnom cvičení u samcov potkanov odhaľuje selektívnu upreguláciu Bdnf exónov len po 1d a 28d cvičení, ale nie 14d po cvičení (Adlard et al., 2004), čo je v súlade s naším pozorovaním nedostatku zmien v hippocampal Bdnf mRNA expresia po 14dof cvičení u samíc myší. Na úrovni proteínu sa uvádza, že hipokampálny BDNF u samcov potkanov je zvýšený po 7 dňoch cvičenia a vracia sa na základnú hodnotu po 14 dňoch cvičenia (Adlardet al., 2005). Pri dlhodobom cvičení sa zvýšené hladiny zrelého BDNF pozorujú po 8 mesiacoch dobrovoľného cvičenia (Marlatt a kol., 2012), ale nie po 5 mesiacoch cvičenia (Venezia a kol., 2016).

Aj keď sme v našej štúdii neskúmali hladiny hipokampálneho proteínu BDNF, naše údaje spolu s vyššie uvedenými štúdiami naznačujú, že pretrvávajúca zvýšená regulácia BDNF nemusí byť potrebná na udržanie výhod cvičenia, čo ďalej podporuje dynamické mechanizmy, ktoré sú základom prínosov vyvolaných cvičením. Za zmienku tiež stojí, že hipokampálne tkanivo sa odoberalo na kvantifikáciu Bdnf počas získavania pamäte, 1 hodinu po teste OLM. Neprítomnosť zvýšenej regulácie BDNF medzi skupinami môže byť spôsobená učením indukovaným Bdnf (Hall et al., 2000). Tento časový bod tiež predstavuje 2 d po dokončení cvičebného plánu, takže zvýšené hladiny Bdnf sa mohli vrátiť na základnú hodnotu, keď zvieratá prestali cvičiť. Budúce štúdie môžu posúdiť časový priebeh expresie BDNF v ženskom hipokampe po cvičení, aby sme ďalej pochopili, ako sa výhody vyvolané cvičením udržiavajú v priebehu času.

Pokiaľ je nám známe, toto je prvá štúdia, ktorá skúmala časovú dynamiku cvičenia na neuroplasticite a kognícii u samíc myší. Tieto údaje prispievajú k hypotéze „okna molekulárnej pamäte“ prínosov vyvolaných cvičením, ktoré sú stanovené cvičebným prahom, počas ktorého sú prínosy pre neuroplasticitu a kogníciu udržiavané a pripravené na reaktiváciu budúcimi stimulmi cvičenia. Naše údaje tiež naznačujú, že prínosy vyvolané cvičením a základné mechanizmy sa môžu medzi rôznymi subregiónmi hipokampu líšiť. Vzhľadom na rastúci počet dôkazov zdôrazňujúcich zapojenie epigenetickej regulácie do synaptickej plasticity a kognície sprostredkovanej cvičením (Fernandes a kol., 2017; Intlekofer a kol., 2013; Keizer & Wood, 2019), výhody vyvolané cvičením môžu byť primované a udržiavané epigenetické mechanizmy. Preto je potrebná ďalšia práca, aby sme pochopili, ako cvičenie moduluje a udržiava kognitívne výhody u oboch pohlaví. To zahŕňa skúmanie rozsahu "okna molekulárnej pamäte" cvičenia u žien a základných mechanizmov u oboch pohlaví na rozvoj cvičebných režimov, ktoré optimálne prospievajú zdraviu mozgu.

Doplnkový materiál

Doplnkový materiál nájdete vo webovej verzii na PubMed Central.

Poďakovanie:

Táto práca bola podporená financovaním z National Institutes of Health (R01 DA047981/NIDA NIHHHS/Spojené štáty, R01 DA047981/NIDA NIH HHS/Spojené štáty, R01 NS083801/NINDS NIH HHS/Spojené štáty/1801 AG05 štáty, R01 AG05 , R01 DA047441/NIDA NIH HHS/Spojené štáty, R21AG067613/NIA NIH HHS/Spojené štáty, F32 AG071209/NIDA NIH HHS/Spojené štáty, NSF GRFP

Radi by sme sa poďakovali všetkým členom Wood lab za vedecké diskusie a technickú pomoc. Okrem toho by sme sa chceli poďakovať členom laboratória Cotman za vedecké diskusie.

Referencia:

1.Acharya MM, Baulch JE, Klein PM, Baddour AAD, Apodaca LA, Kramár EA, Alikhani L, GarciaC, Angulo MC, Batra RS, Fallgren CM, Borak TB, Stark CEL, Wood MA, Britten RA, Soltesz I, & Limoli CL (2019). Nové obavy o neurokognitívnu funkciu počas vystavenia hlbokému vesmíru chronickému, nízkemu dávkovému príkonu a neutrónovému žiareniu. ENeuro, 6(4), ENEURO.0094-19.2019.

2. Adlard PA, Perreau VM a Cotman CW (2005). Cvičením indukovaná expresia BDNF v hipokampe sa mení v priebehu života. Neurobiológia starnutia, 26 (4), 511–520. 10.1016/J.NEUROBIOLAGING.05.2004 [PubMed: 15653179]

3. Adlard PA, Perreau VM, Engesser-Cesar C a Cotman CW (2004). Časový priebeh indukcie mRNA neurotrofického faktora a proteínu odvodeného z mozgu v hipokampe potkanov po dobrovoľnom cvičení. Neurovedné listy, 363 (1), 43–48. 10.1016/J.NEET.2004.03.058 [PubMed:15157993]

4.Adler NT a Zoloth SR (1970). Kopulačné správanie môže brániť otehotneniu u samíc potkanov. Veda, 168(3938), 1480–1482. 10.1126/SCIENCE.168.3938.1480 [PubMed: 5445942]

5.Aguiar AS, Castro AA, Moreira EL, Glaser V, Santos ARS, Tasca CI, Latini A a Prediger RDS (2011). Krátke záchvaty miernej intenzity fyzického cvičenia zlepšujú priestorové učenie a pamäť u starnúcich potkanov: Zapojenie plasticity hipokampu prostredníctvom signalizácie AKT, CREB a BDNF. Mechanismy starnutia a rozvoja, 132 (11–12), 560–567. 10.1016/J.MAD.2011.09.005[PubMed: 21983475]

6. Aguiar AS, Speck AE, Amaral IM, Canas PM a Cunha RA (2018). Rozdiel medzi pohlaviami pri cvičení a vplyv estrálneho cyklu na výkon u myší. Vedecké správy 2018 8:1, 8(1), 1–8.10.1038/s41598-018-29050-0.

7.Aid T, Kazantseva A, Piirsoo M, Palm K a Timmusk T (2007). Štruktúra a expresia génu BDNF u myší a potkanov bola prehodnotená. Journal of Neuroscience Research, 85(3), 525–535. 10.1002/JNR.21139[PubMed: 17149751]

8. Ajayi AF a Akhigbe RE (2020). Stanovenie štádia estrálneho cyklu a indukcia estru neexperimentálnych hlodavcov: Aktualizácia. Výskum a prax v oblasti plodnosti 2020 6:1, 6(1), 1–15. 10,1186/S{10}}.

9. Alomari MA, Khabour OF, Alzoubi KH a Alzubi MA (2013). Nútené a dobrovoľné cvičenia rovnako zlepšujú pamäť priestorového učenia a hladiny BDNF v hipokampe. Behaviorálny výskum mozgu, 247, 34–39. 10.1016/J.BBR.2013.03.007 [PubMed: 23499703]

10. Anantharaman-Barr HG a Decombaz J (1989). Vplyv behu kolesa a estrálneho cyklu na energetický výdaj u samíc potkanov. Physiology & Behavior, 46(2), 259–263.10.1016/0031-9384(89)90265-5 [PubMed: 2602468]

For more information:1950477648nn@gmail.com