Effekten av fysisk träning på kognitiv funktionsnedsättning vid neurodegenerativa sjukdomar: från patofysiologi till kliniska och rehabiliterande aspekter Del 3

2.4. Fysisk tränings inverkan på hormonell aktivitet

Under senare år har det också visat sig att PE bromsar utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar ur hormonell synvinkel.

I det moderna samhället uppmärksammar allt fler vikten av hälsa. Bland dem är fysisk hälsa och psykisk hälsa lika viktiga. Och PE (fysisk träning) är ett mycket effektivt sätt att bibehålla och förbättra den fysiska hälsan. När det gäller minne har PE också en bra inverkan.

Efter forskning kan PE förbättra människors hjärt- och lungfunktion och ämnesomsättning, immunitet, benstyrka, etc. Dessa är mycket fördelaktiga för människokroppens hälsa. Och dessa fördelar kan ha en positiv inverkan på en persons kropp om tre till fem år eller till och med en livstid.

PE kan också förbättra människors mentala tillstånd, vilket är fördelaktigt för att förbättra människors minne. Träning kan till exempel minska människors stress och spänningar och göra människor mer avslappnade; träning kan främja blodcirkulationen i hjärnan och därigenom förbättra människors tanke- och minnesförmåga. Förbättringen av minnet kan också ytterligare stärka människors självförtroende och entusiasm.

Dessutom kan PE också förbättra människors sociala färdigheter och därigenom hjälpa människor att kommunicera bättre med andra. Detta bidrar till att förbättra människors sociala färdigheter och positiva attityder och främja kommunikation och ömsesidigt stöd mellan människor.

Kort sagt är PE ett mycket viktigt sätt att upprätthålla en god hälsa. När det gäller minne kan PE också ha en bra inverkan. Därför bör vi ägna stor uppmärksamhet åt PE-träning för att kontinuerligt förbättra vår fysiska och mentala hälsa. Det kan ses att vi behöver förbättra minnet, och Cistanche deserticola kan förbättra minnet avsevärt, eftersom Cistanche deserticola också kan reglera balansen av signalsubstanser, som att öka nivåerna av acetylkolin och tillväxtfaktorer. Dessa ämnen är mycket viktiga för minne och inlärning. Dessutom kan Cistanche deserticola också förbättra blodflödet och främja syretillförseln, vilket kan säkerställa att hjärnan får tillräckligt med näringsämnen och energi, och därigenom förbättra hjärnans vitalitet och uthållighet.

Klicka på vet kosttillskott för att öka minnet

En av hippocampus huvudfunktioner består av hämning och adaptiv kontroll av hypotalamus-hypofys-binjureaxeln (HPA) som en stressrespons [48]. Fysiologiskt innehåller hippocampus många steroidreceptorer, uppdelade i mineralokortikoidreceptorer (MR) och glukokortikoid (GR) [49].

Det har visats att en fysiologisk minskning av antalet steroidreceptorer i olika områden av hippocampus inträffar med åldern [50] och att HPA tenderar att frigöra sig från den hämmande kontrollen som utövas av de högre centra.

Holsboer et al. utvecklat ett högkänslighetstest baserat på kombinationen av dexametason-suppression/kortikotropinfrisättande hormonstimulering (DEX/CRHtest) för att studera HPA-systemets funktion.

Testresultaten visade att basal kortisolkoncentration var signifikant högre hos AD-patienter än hos friska försökspersoner och att den lägsta läkemedelskoncentration som patienten reagerar på kortisol på var signifikant högre hos friska försökspersoner än hos AD-patientgruppen. Dessutom frisatte AD-patienter signifikant mindre adrenokortikotropiskt hormon (ACTH) och kortisol efter ytterligare CRH-stimulering än kontrollgruppen.

Dessa resultat bekräftar att regleringen av HPA-systemet är försämrad vid AD. Försämringen av HPA-axeln och den motsvarande ökningen av basalkortisol kan tillskrivas stigande ålder och processen av hippocampus förstörelse, vilket är typiskt för neurodegenerativa sjukdomar [51]. Lanfranco et al. visade att PE också representerar en kraftfull fysiologisk stimulans på HPA-axeln [52].

För att förstå hjärnaktiveringen som svar på PE, utfördes en omfattande analys på råttor efter 90 minuters löpbandskörning [53]. Resultaten visade hypersekretion av CRH, arginin-vasopressinhormon och ACTH, vilket leder till en ökning av basal binjurekortisolutsöndring. Två huvudfaktorer modulerar HPA-axelns svar på motståndsträning: intensitet och varaktighet [54].

Den minsta träningsintensitet som krävs för att producera ett kortisolsvar från HPA-axeln är 60 % av maximal syreförbrukning (VO2max); för träning över 60 % VO2max ökar plasmakortisolkoncentrationerna linjärt med träningsintensiteten [55]. Under denna intensitetströskel (<60% VO2max), ACTH and cortisol concentrations may increase only if 90 minutes of exercise with at least 40% VO2max is maintained [56]. 

När PE utförs uppstår ett högt svar av hormoner som ACTH och kortisol för att mildra det enorma metaboliska behovet som är nödvändigt för kroppen att genomföra själva träningen [57].

Kortisol ommodellerar faktiskt muskelfibrer genom att hämma syntesen av nya proteiner och stimulera nedbrytningen av proteinerna genom ubiquitinvägen; dessutom påverkar kortisol neuromuskulär funktion genom olika snabba och kortsiktiga mekanismer, såsom reglering av Ca2+-kanaler [58].

Dessutom har Klaperski et al. visade att kontinuerlig, intensiv PE ledde till minskad stressreaktivitet och förbättrad återhämtning från neuropsykologisk stress jämfört med fysiskt inaktiva försökspersoner [59]. Slutligen inducerade anpassning till träning en minskad perifer vävnadskänslighet för GCs som är tänkta att skydda kroppen från de allvarliga metabola och immuna konsekvenserna av ökade kortisolnivåer [60].

Sammanfattningsvis kan den bestämma transkriptionella och translationella förändringar på cellulär nivå, och det inducerar också en vävnadsbiologisk stimulans på CSN-nivå och reglerar de hormonella axlarna som involverar hjärnan. Det producerar därför en kaskad av positiva biologiska och metaboliska effekter, både när det gäller neuroplasticitet och när det gäller neuroskydd; av dessa skäl kan det betraktas som ett riktigt läkemedel, utan några biverkningar för CSN.

3. Fysisk träningsrelaterade kliniska och rehabiliterande effekter vid neurodegenerativa sjukdomar

Vid denna tidpunkt blir det viktigt att förstå hur de neurobiologiska effekterna av PE översätts till en klinisk nivå. Att översätta perspektivet från cellen till kroppen och dess funktion, från det särskilda till det allmänna, är den oumbärliga premissen för att utvärdera effektiviteten av PE som en möjlighet till behandling och rehabilitering vid hanteringen av de viktigaste neurodegenerativa sjukdomarna som orsakar kognitiv funktionsnedsättning (Figur 1) ).

3.1. Fysisk tränings roll vid Alzheimers sjukdom (AD)

AD är förvisso den mest utbredda och invalidiserande neurodegenerativa sjukdomen. AD är en aneurodegenerativ sjukdom som kännetecknas av neuronala och synaptiska förändringar i hjärnbarken och i vissa subkortikala regioner, vilka orsakar försämring av kognitiva och psykobeteendefunktioner [61]. De epidemiologiska data som finns tillgängliga under de senaste 10 åren har visat att PE kan bromsa utvecklingen av neurodegenerativa sjukdomar [62].

AerobicPE ökar hjärtminutvolymen och följaktligen det cerebrala blodflödet. Denna mekanism involverar också en ökning av angiogenes, neurogenes, synaptogenes och syntesen av neurotransmittorer, vilket i sin tur förbättrar minnet och kognitiva funktioner [63].

Under åren har sambandet mellan aerob PE och förbättringen av kognitiva funktionsindivider med AD fått mer och mer bevis [64,65]. Effekterna av måttlig fysisk aktivitet på högre hjärnfunktioner framhävdes först genom att observera hur enkel promenad om den utförs regelbundet leder till att AD-patienter förbättrar sina kognitiva förmågor, ett resultat som är kvantifierbart genom att använda Mini-Mental State Examination (MMSE) [66].

Vidare, enligt en mycket stor urvalsstudie utförd av Norton et al. [67], en procentandel motsvarande 12,7 % av AD-fallen i världen och 20,3 % av AD-fallen i Europa 2010 tillskrevs fysisk inaktivitet.

Dessutom har resultaten av en tidigare studie publicerad av Larson et al. var i linje med dessa data: en analys utfördes på ett urval av 1740 individer över 65 år; alla utsattes för ett regelbundet pass med PE som genomfördes under 2 år (15 min/session med promenader, cykling, simning, aerobics, rytmisk gymnastik, vattengympa, styrketräning, stretching eller andra aktiviteter).

För de som tränade tre eller fler gånger i veckan visade sig förekomsten av demens vara 13.0 per 1000 årsverken; å andra sidan, för dem som tränade mindre än tre gånger i veckan steg samma incidens till 19,7 per 1000 årsverken. Som rapporterats ovan förbättrar PE den cerebrala vaskulära reserven och neuronala plasticiteten; i en studie publicerad av Larson et al., visades det att fyrtio minuter av PE (ergocykel, löpband och trappklättring) fyra gånger i veckan under 12 veckor kan öka hjärnblodflödet i hippocampus dentate gyrus, vilket kan förbättra neurogenes [ 68] och kan följaktligen hålla kognitiva funktioner intakta längre. Alla dessa bevis bekräftar vikten av PE som ett primärt förebyggande verktyg.

Dessutom fungerar PE inte bara som en mekanism för att förebygga neurodegenerativa sjukdomar, utan dess bidrag även hos patienter med måttlig och avancerad AD är nu känd. I själva verket, 2007 Rolland et al. visade några av de positiva effekterna av PEin-patienter med måttlig AD. Två år av regelbunden aktivitet hos dessa patienter bestämde förbättringar i gångtidsuthållighet, minskning av depression, minimering av inkontinens, ökning av dagliga aktiviteter (ADL) och, mer generellt, förbättringar av alla symtom som är typiska för denna sjukdom [69].

Ännu mer överraskande är resultaten av en studie utförd av Venturelli et al. på en grupp patienter över 65 år med diagnosen avancerad AD som genomgick, med hjälp av sina vårdgivare, ett 24-veckovandringsprogram i minst 30 minuter per dag. Genom bedömningsskalor som Barthelindex, MMSE, Performance Oriented Mobility Assessment (POMA) index och konstant syremättnad under promenader (SpO2 > 85%), såg man att träning kan sakta ner, även om det under korta perioder, progressionen av kognitiv funktionsnedsättning och kan förbättra prestandan av ADL [70].

Så, PE kan också nu betraktas som en rehabiliterande möjlighet eftersom det förbättrar förmågan hos AD-patienter. Med tanke på frånvaron av specifika läkemedel som kontrasterar AD, verkar det vara mycket viktigt att fastställa dos-responseffekterna av fysisk aktivitet på kognitionen hos dessa patienter ,och följaktligen att hitta de kombinationer av frekvens, intensitet, tid och typ av PE som är mest användbara för att optimera resultaten av denna terapeutiska intervention.

Även om detta är svårt att fullfölja, visade en färsk metaanalys [71] att med MMSE som en utvärderingsskala, verkar måttlig intensitet av aerob träning vara den mest effektiva interventionen, om den utförs minst en timme i veckan och under en längre tid. varierar från 12 till 24 veckor.

Dessutom tycks den bästa kognitiva förbättringen uppnås med måttlig intensitet och frekvens av fysisk aktivitet: interventioner utförda i upp till 2 timmar hade bättre resultat än de som utfördes mer än 2 timmar per vecka; på liknande sätt visade interventioner som utfördes mindre än tre gånger per vecka större effekt på att förbättra kognitionen av AD-patienter jämfört med de som utfördes mer än tre gånger per vecka. Ändå återstår tröskeln att fastställa, eftersom större prover och längre uppföljning behövs [72].

3.2. Fysisk tränings roll vid Parkinsons sjukdom (PD)

För att fortsätta undersökningen av de viktigaste neurodegenerativa sjukdomarna som orsakar kognitiv funktionsnedsättning är det verkligen nödvändigt att uppmärksamma Parkinsons sjukdom också. PD är en progressiv neurodegenerativ sjukdom och är den näst vanligaste efter AD, kännetecknad av tremor, stelhet, bradykinesi och postural instabilitet. Dess diagnos är klinisk även om en histopatologisk utvärdering är nödvändig för att identifiera -synuklein som finns i Lewy-kroppar eller Lewy-neuriter [73]. PD etiologi har ännu inte klarlagts, men det verkar ha en koppling till både genetiska och miljömässiga faktorer.

Den huvudsakliga distinkta morfologiska förändringen i PD-hjärnan observeras i de tvärgående sektionerna av hjärnstammen, där nästan alla fall förekommer med förlust av det mörkt pigmenterade området i substantia nigra parscompacta (SNpc) och locus coeruleus. Ur en klinisk synvinkel, vid sidan av de tidigare nämnda patognomoniska motoriska defekterna, kan personer med PD uppvisa olika kognitiva tillstånd, från normal kognition, till tidig, mild subjektiv och objektiv nedgång, till mild, måttlig och till och med svår PD-demens [74]. Svår demens har en prevalens på 25–30 % hos PD-patienter och påverkar många kognitiva funktioner, i synnerhet exekutiva, uppmärksamhets- och visuospatiala domäner, men även minne [75].

I detta sammanhang verkar PE också vara ett primärt förebyggande verktyg för PD. I en studie baserad på ett urval av över 200,000 deltagare, var personer som utövade höga nivåer av fysisk aktivitet från åldrarna 15–39 år mindre exponerade för att diagnostiseras med PD senare i livet [76]. I en annan epidemiologisk studie, Thacker et al. analyserade en kohort på cirka 143,000 individer och fann att personer som tränade måttlig till kraftig fysisk aktivitet, såsom cykling, aerobics eller tennis, hade den lägsta risken för PD under tio års uppföljning [77].

Mer specifikt tycks PE minska risken för att utveckla kognitiv funktionsnedsättning och PD, med en stark evidens för att det är en skyddande faktor för det senare [78]. PE är dock framför allt en möjlighet till vård hos patienter som redan lider av PD. En omfattande och nyligen genomförd genomgång av fördelarna med träning för PD-patienter lyfte fram effekterna av olika typer av träning på motoriska och kognitiva dysfunktioner: aerob träning, särskilt cykling, förbättrar gång och kognitiv funktion oberoende, men den förbättrar också den motoriska inlärningsförmågan, vilket översätts till en förbättring av motoriska funktioner som tillämpas på gångarten [79].

Ännu mer komplexa fysiska aktiviteter, såsom dans, har visat sig vara effektiva inte bara för att förbättra motoriska funktioner utan också för att implementera exekutiva funktioner, som kan bedömas med det frontala bedömningsbatteriet vid sängkanten och mentala rotationsuppgifter [80,81]. Dessutom ger Tai Chi, som är sammansatt av dansliknande rörelser som är sammanlänkade i en komplex sekvens, fördelar för psykologiskt välbefinnande och kognitiv funktion [82].

På samma sätt förbättrar yoga, som är en idrottsutövning som inkluderar ställningar och andningsövningar och meditation, balans och mental och emotionell hälsa [83]. Dessutom är PE traditionellt en pelare för rehabiliteringsbehandlingar när den tar konturerna av terapeutisk träning. Terapeutisk träning kan, när den organiseras i serie med metodiska övningar inom program som syftar till specifika rehabiliteringsmål, stimulera neuroplasticitet i frontallobsnivån, vilket motverkar kognitiv funktionsnedsättning [84].

I synnerhet förbättrar övningarna som inkluderar målbaserad motorisk inlärning motorisk prestation vid PD genom kognitivt engagemang. De kognitiva fördelarna med terapeutisk träning översätts till generella förbättringar av inautonomi hos PD-patienter. Den övergripande funktionaliteten, mätt med skalor som ADL [85] och Barthel Index [86], förbättras avsevärt; detta vittnar om övningens faktiska förmåga att rehabilitera dessa patienter, det vill säga att ge dem tillbaka sina färdigheter i att utföra de grundläggande aktiviteterna i deras dagliga liv.

Minskningen av kognitiva funktionsnedsättningar till följd av PD leder till en förbättring av livskvaliteten [87]. En ny gräns för neurorehabilitering förtjänar ett särskilt omnämnande: virtuell verklighet. Virtual reality planerar att infoga traditionell träning i virtuella miljöer där det är möjligt att träna och övervaka motoriska och kognitiva funktioner på ett enklare och mer exakt sätt [88].

Hos PD-patienter förbättrar denna typ av sensorineural stimulering motoriska funktioner i form av balans och gång, men ökar framför allt de exekutiva funktionerna [89]. Speciellt virtuell verklighet gör träningen mer komplett, eftersom den leder till att patienterna samtidigt tränar flera kognitiva processer, vilket länkar samman dem i sekvenser som syftar till att uppnå specifika mål, inklusive de som är relaterade till rörelse.

Mer specifikt infogas uppmärksamhetsaktivering, informationsinhämtning och bearbetning, rörelseplanering och sensorisk integration kontextuellt i virtuella sammanhang som kräver att de tillämpas på patienters dagliga aktiviteter för att öka den personliga autonomin [90]. Dessutom kan PE också begränsa sidan. effekter som avslitning och dyskinesi inducerad av anti-PD-terapier, förbättrar och förlänger terapiernas effektivitet [91]. Dessutom minskar fysisk aktivitet risken för andra geriatriska sjukdomar som diabetes, högt blodtryck och hjärt-kärlsjukdom, vilket också kan bidra till PD-patogenes [92]. Sammanfattningsvis anses PE nu vara en komplementär strategi till PD-mediciner.

4. Sammanfattningar

PE är ett fantastiskt hälsoverktyg för den mänskliga hjärnan, som representerar en möjlighet för behandling och rehabilitering hos patienter som lider av kognitiv funktionsnedsättning orsakad av neurodegenerativa sjukdomar. Som beskrivs i den här artikeln finns det redan bevis på hur PE verkar positivt på neuroendokrina och biokemiska nivåer, och vilket gynnsamma kliniska implikationer härrör från det.

Ändå är det önskvärt att nya studier undersöker de funktionella mekanismerna för fysisk träning på hjärnnivå, och avslöjar de fascinerande aspekter som förblir okända men som kan tillåta oss att implementera dess terapeutiska potential.

Författarbidrag: Conceptualization, GF, LC och MM; metodik, PL, GF, MR och L.C.; programvara, GP; formell analys, PL och GP; utredning, GF, MVR; resurser, MVR, AC,GM; datainsamling, GF, GP, MR; skriva originalutkast förberedelse, GF, GP, MVR, AC, GM och MM Alla författare har läst och samtyckt till den publicerade versionen av manuskriptet.

Finansiering: Denna forskning fick ingen extern finansiering.

Utlåtande av institutionell granskningsnämnd: Ej tillämpligt.

Informerat samtycke: Ej tillämpligt.

Datatillgänglighet: De datamängder som används och/eller analyseras under den aktuella studien kommer att göras tillgängliga på rimlig begäran till motsvarande författare, LC

Tack: Vi vill tacka Alessandra Zonno för hennes tekniska hjälp.

Intressekonflikter: Författarna förklarar ingen intressekonflikt.

Referenser

1. Heemels, MT Neurodegenerativa sjukdomar. Nature 2016, 539, 179. [CrossRef] [PubMed]

2. Radi, E.; Formichi, P.; Battisti, C.; Federico, A. Apoptos och oxidativ stress i neurodegenerativa sjukdomar. J. Alzheimers Dis.2014, 42 (Suppl. 3), S125–S152. [CrossRef]

3. Ferri, CP; Prince, M.; Brayne, C.; Brodaty, H.; Fratiglioni, L.; Ganguli, M.; Hall, K.; Hasegawa, K.; Hendrie, H.; Huang, Y.; et al.Global prevalence of dementia: A Delphi consensus study. Lancet 2005, 366, 2112–2117. [CrossRef]

4. Jong-wook, L. Global health improvement och WHO: Shaping the future. Lancet 2003, 362, 2083–2088. [CrossRef]

5. Dembitsky, VM; Dzhemileva, L.; Gloriozova, T.; D'yakonov, V. Naturliga och syntetiska droger som används för behandling av demens. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2020, 524, 772–783. [CrossRef]

6. Reddy, PH Livsstil och riskfaktorer för demens på landsbygden i västra Texas. J. Alzheimers Dis. 2019, 72, S1–S10. [CrossRef] [PubMed]

7. Marques-Aleixo, I.; Beleza, J.; Sampaio, A.; Stevanovic, J.; Coxito, P.; Gonçalves, I.; Ascensão, A.; Magalhães, J. Förebyggande och terapeutisk potential för fysisk träning vid neurodegenerativa sjukdomar. Antioxid. Redoxsignal. 2021, 34, 674–693. [CrossRef][PubMed]

8. Raichlen, DA; Gordon, AD Förhållandet mellan träningskapacitet och hjärnstorlek hos däggdjur. PLoS ONE 2011, 6, e20601.[CrossRef] [PubMed]

9. Cassilhas, RC; Tufik, S.; de Mello, MT Fysisk träning, neuroplasticitet, rumslig inlärning och minne. Cell. Mol. Life Sci. 2016,73, 975–983. [CrossRef] [PubMed]

10. Kirk-Sanchez, NJ; McGough, EL Fysisk träning och kognitiv prestation hos äldre: Aktuella perspektiv. Clin. Interv.Aging 2014, 9, 51–62. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com