Vremenska izdržljivost dobrobiti izazvanih tjelovježbom na pamćenje ovisno o hipokampusu i sinaptičku plastičnost kod ženki miševa 3. dio

3.4. Hipokampalni BDNF nije povišen nakon OLM pronalaska

BDNF signalizacija ključni je mehanizam na kojem se temelji poboljšana sinaptička plastičnost hipokampusa i učenje vježbanjem (Cotman i sur., 2007.; Intlekofer i sur., 2013.; S. Vaynmanet i sur., 2004.; SS Vaynman i sur., 2006.). Stoga ispitujemo ekspresiju Bdnf mRNA u hipokampusu tijekom dohvaćanja, 1 sat nakon bihevioralnog testiranja. Odlučili smo procijeniti razine BDNF-a u ovom trenutku iz dva glavna razloga.

Hipokampus je važna neuralna struktura u mozgu koja ima ključnu ulogu u procesu pamćenja i učenja. Hipokampalna sinaptička plastičnost odnosi se na fenomen da se veze između neurona mogu mijenjati ovisno o aktivnosti između neurona. Ova plastičnost je ključni čimbenik u procesu pamćenja i učenja mozga.

Posljednjih je godina sve veći broj studija pokazao blisku vezu između sinaptičke plastičnosti hipokampusa i pamćenja. Točnije, kada se uči novo znanje, veze između neurona se mijenjaju, tvoreći nove sinaptičke veze. Ove nove veze dovode do promjena u neuronskim mrežama koje poboljšavaju sposobnosti pamćenja. Hipokampalna sinaptička plastičnost je stoga temelj potrebne pohrane dugoročnih sjećanja.

Osim toga, studije su pokazale da postoji veza između sinaptičke plastičnosti hipokampusa i neurodegenerativnih bolesti kao što su Alzheimerova bolest i Parkinsonova bolest. Ove bolesti uzrokuju gubitak veza između neurona, utječući na pamćenje i sposobnost učenja. Stoga razumijevanje sinaptičke plastičnosti hipokampusa ima važne implikacije za prevenciju i liječenje ovih neurodegenerativnih stanja.

Ukratko, sinaptička plastičnost hipokampusa važan je neuralni fenomen usko povezan s pamćenjem. Razumijevanje je ključno za promicanje razvoja pamćenja i sposobnosti učenja, kao i za prevenciju i liječenje neurodegenerativnih bolesti. Trebali bismo posvetiti više pažnje i proučavati sinaptičku plastičnost hipokampusa kako bismo promicali razvoj znanosti o mozgu i liječenja neuroloških bolesti. Vidi se da moramo poboljšati pamćenje. Cistanche deserticola može značajno poboljšati pamćenje jer je Cistanche deserticola tradicionalni kineski ljekoviti materijal s brojnim jedinstvenim učincima, a jedno od njih je poboljšanje pamćenja. Djelotvornost mljevenog mesa dolazi od raznih aktivnih sastojaka koje sadrži, uključujući kiseline, polisaharide, flavonoide itd. Ovi sastojci mogu na različite načine promicati zdravlje mozga.

Kliknite znati suplemente za poboljšanje pamćenja

Prvo, ovo razdoblje nakon retrievalin uključuje pojačanu regulaciju nekoliko neposrednih ranih gena (IEG) u dorzalnom hipokampusu (Keiser et al., 2017). Drugo, s obzirom na smještaj nove lokacije objekta tijekom testne sesije, također bi moglo doći do novog učenja. Stoga, 1 sat nakon učenja predstavlja dio prozora konsolidacije koji uključuje staničnu konsolidaciju i stabilizaciju traga pamćenja (McGaugh, 2000), tijekom kojeg su IEG-ovi ključni za konsolidaciju visoko regulirani (npr. Lonergan et al., 2010; Radulovic et al. , 1998).

Treće, nova lokacija objekta mogla bi se ugraditi u prethodni trag pamćenja putem rekonsolidacije, a ne novim učenjem (Kwapis et al., 2020.). BDNF je neophodan za ponovnu konsolidaciju (Radiske et al., 2015), a razine BDNF proteina značajno su povišene 3-4 sata nakon preuzimanja (Radiske et al., 2015, Radiske et al., 2017). Stoga bi se regulacija Bdnf mRNA mogla dogoditi u ranijoj vremenskoj točki. Zajedno smo zaključili da će 1 sat nakon pronalaženja najbolje uhvatiti promjene u ekspresiji BDNF-a.

Kod miševa, gen Bdnf sastoji se od 3' zajedničkog kodirajućeg egzona (egzon IX) i osam 5' nekodirajućih egzona (egzon I-VIII) (Aid et al., 2007). Svaki 5' neprevedeni nekodirajući egzon spojen je na 3' zajednički egzon kako bi se generirali višestruki Bdnf transkripti (Aid et al., 2007), čineći egzon IX markerom za ukupne Bdnf transkripte. Vježba također selektivno pojačava shippocampal Bdnf ekson I, IV i VI (Baj i sur., 2012; Intlekofer i sur., 2013; Sleiman i sur., 2016); stoga smo procijenili ekspresiju hipokampusa ovih Bdnf egzona.

Različiti režimi vježbanja ne utječu različito na ekspresiju Bdnf egzona XI (Slika 4D; jednosmjerna ANOVA, F (3,25)=0.18, p=0.90), egzona I ( Slika 4A; jednosmjerna ANOVA, F(3,26)=0.90, p=0.45), egzon IV (Slika 4B; jednosmjerna ANOVA, F (3,26) )=0.03, p=0.99), orekson VI (Sl. 4C; jednosmjerna ANOVA, F (3,26)=0.57, p {{30} }.63).

4. Rasprava

Ova studija ispitivala je učinke vježbanja na učenje ovisno o hipokampusu i sinaptičku plastičnost kod ženki miševa. Utvrdili smo da period dobrovoljnog vježbanja 14mogućuje učenje i formiranje dugoročnog pamćenja pod uvjetima stjecanja ispod praga zadatka OLM koji ovisi o hipokampusu. Nakon početne vježbe, 7d odgode sjedenja rezultiralo je smanjenom izvedbom, što je ponovno olakšano kada su životinje primile 2d reaktivirajuće vježbe nakon odgode sjedenja.

Ženke miševa pokazale su povećanu aktivnost trčanja tijekom faze estrusa u odnosu na fazu diestrusa, a nije primijećen učinak faze estrusa na izvedbu OLM-a. Na sinaptičkoj razini, vježbanje je omogućilo LTP u CA1 regiji hipokampusa, koji je trajao tijekom odgode sjedenja i nakon reaktivirajuće sesije vježbanja.

Procjena hipokampalne ekspresije Bdnf-a nakon bihevioralnog testiranja ne otkriva razlike između skupina. Zajedno, naša studija utvrđuje dokaze da dobrovoljna tjelovježba može uključiti i održati učenje potaknuto tjelovježbom i prednosti neuroplastičnosti kod žena.

Naši podaci pružaju dokaze za učenje poboljšano tjelovježbom kod ženki miševa, nalazi koji su u skladu s prethodnim izvješćima koji pokazuju sposobnost tjelovježbe da poboljša izvedbu ženki životinja u kratkoročnom razdoblju ovisnom o hipokampusu (Kim et al., 2010; Marosi et al., 2012; Siette i sur., 2013) i zadaci dugotrajnog pamćenja (Aguiar i sur., 2011; Harburger i sur., 2007; Kim i sur., 2010; Marlatt i sur., 2012; Marosi i sur., 2012 ; Van Praag, Christie, et al., 1999). Većina studija koje ispituju učinke vježbanja na učenje ovisno o hipokampusu kod ženki glodavaca izvještava o duljem trajanju vježbanja, koje može varirati od 6 tjedana do 8 mjeseci (vidi Barha i sur., 2017.; Uysal i sur., 2014.).

Prema tome, naši podaci sugeriraju da je kraće trajanje vježbanja, poput 2 tjedna (14d), dovoljno za induciranje dugotrajnih koristi za učenje i pamćenje kod žena. To je u skladu s našom prethodnom studijom na mužjacima miševa (Butler et al., 2019.) koja također izvješćuje da su 2 tjedna dobrovoljnog vježbanja prag za učenje potpomognuto vježbanjem, dok 1 tjedan ili 2 dana vježbanja samo po sebi ne uspijeva potaknuti kognitivno poboljšanje. Naša studija nije ispitala učinak vježbanja od 1 tjedna ili 2 dana na kogniciju kod žena, stoga postoji mogućnost da čak niže trajanje vježbanja može inicirati kognitivne prednosti kod žena. Uz dobrobiti izazvane početnim 14-dnevnim dobrovoljnim vježbanjem, nije primijećeno poboljšanje u pamćenju kod životinja koje su podvrgnute 7-dnevnoj odgodi sjedenja nakon vježbanja.

Međutim, a2D reaktivacija vježbe nakon odgode sjedenja ponovno je olakšala učenje, što sugerira da se kognitivne koristi izazvane vježbom mogu održati i postojati tijekom razdoblja odgode sjedenja i mogu se reaktivirati ponovnim izlaganjem životinja kraćem trajanju vježbe. To je slično nalazima iz Butler et al., 2019. koristeći mužjake miševa, koji pokazuju da 2D reaktivirajuća sesija vježbanja može ponovno olakšati učenje nakon odgode sjedenja u 7D. Buduće studije trebat će istražiti može li samo 2D vježbanje, bez početne vježbe, utjecati na kognitivnu sposobnost.

Nadalje, Butler i sur., 2019. također pokazuju da se nakon 14 dana odgode sjedenja ne uočava ponovno uključivanje koristi izazvanih tjelovježbom, predlažući hipotezu da tjelovježba pokreće "prozor vremenskog pamćenja" tijekom kojeg sljedeća sesija tjelovježbe ispod praga može iskoristiti uspostavljenu prilagodbu neurona početnom vježbom za olakšavanje učenja. U našoj studiji nismo dalje istraživali mogu li 2d reaktivirajuće tjelovježbe još uvijek ponovno olakšati dobrobiti tjelovježbe nakon 14d odgode sjedenja nakon tjelovježbe kod žena.

Stoga se u budućim studijama može upotrijebiti dulje razdoblje sjedenja kako bi se ispitao opseg ovog "prozora vremenskog pamćenja" kod žena. Zajedno, naši nalazi pokazuju da 14d voljnog vježbanja može olakšati formiranje dugoročnog pamćenja pod uvjetima stjecanja ispod praga zadatka OLM-a ovisnog o hipokampusu, a te se dobrobiti održavaju tijekom 7d odgode sjedenja i mogu se ponovno uključiti 2d reaktivirajuće vježbe.

Naši podaci također ukazuju na sličnu aktivnost trčanja kroz faze estrusnog ciklusa sa značajnim povećanjem ukupne udaljenosti trčanja tijekom estrusa u odnosu na diestrus. Kod ženki glodavaca, estrusni ciklus sastoji se od folikularne faze (zvane metestrus i diestrus), tijekom koje razina estradiola postupno raste. Najviša razina estradiola javlja se kada su životinje u predovulacijskoj fazi (koja se naziva proestrus), a nakon nje slijedi porast progesterona kada životinje uđu u fazu estrusa, tijekom koje su životinje bihevioralno osjetljive (Becker i sur., 2017.; Becker i Koob, 2016.; Nilsson i dr. al., 2015).

Ova hormonska oscilacija stvara svakodnevnu varijabilnost u aktivnostima vježbanja. Prethodni izvještaji pokazali su varijabilnost u tjelovježbi tijekom ciklusa estrusa, s najvećom aktivnošću trčanja tijekom faze proestrusa kada su razine estrogena vrhunske (Aguiar et al., 2018; Anantharaman-Barr & Decombaz, 1989; Manzanares et al., 2018). kod štakora s ovariektomijom, dnevno trčanje kotača značajno je smanjeno i obnovljeno uz nadoknadu estrogena, što ukazuje na ulogu estrogena u modulaciji izvedbe vježbanja kod ženki (Berchtold i sur., 2001.). Stoga naši nalazi koji pokazuju povećani rad kotača tijekom estrusa nisu u skladu s ovim izvješćima, s obzirom da je razina estradiola niska tijekom faze estrusa (Nilsson et al., 2015.). Naši su podaci, međutim, u skladu s drugim studijama koje promatraju pojačano kretanje kotača tijekom faze estrusa (Dixon i sur., 2003.; Eckel i sur., 2000.). Ranija studija Steinera i sur., (1981.) ukazuje na vrhunac kotača trčanje se dogodilo tijekom noći između proestrusa i estrusa, što ukazuje na određenu vremensku točku u kojoj su životinje pokazivale povećanu aktivnost, a ne na učinak pojedinačne estrusne faze.

Stoga nedosljedni rezultati mogu biti posljedica varijabilnosti u vremenskim točkama u kojima se ispituje estrus između studija. U ovoj studiji, procjena estrusa je provedena kada su životinje bile u fazi svjetla (10 ujutro ± 1 h). S obzirom na to da su miševi aktivniji noću i da se prijelaz između stadija estrusa može dogoditi brzo, naši citološki podaci možda neće uhvatiti ovaj prijelaz tijekom mračne faze i stoga ne predstavljaju u potpunosti tekuću aktivnost tijekom 24 sata. Stoga, buduće studije mogu procijeniti fazu estrusa životinja bliže ili tijekom faze mraka kada aktivnost životinja kulminira kako bi najbolje predstavila izvedbu dnevne tjelovježbe.

Fluktuacije u razini estradiola moduliraju fiziologiju hipokampusa kod žena. Tijekom ciklusa estrusa, morfologija dendrita i gustoća kralježnice piramidnih neurona CA1 variraju, pri čemu je gustoća kralježnice najveća tijekom proestrusa (González-Burgos i sur., 2005.; Gould i sur., 1990; Kato i sur., 2013; Prange-Kiel i sur., 2008; Woolley i sur., 1990; Woolley i McEwen, 1992). Promjene u sinaptičkoj gustoći hipokampusa ovise o sintezi estradiola u hipokampusu (Prange-Kiel i sur., 2009.), što pozitivno korelira s razinama estradiola u plazmi tijekom estrusnog ciklusa (Kato i sur., 2013.). Proestrus je također povezan s pojačanim LTP-om u CA1 neuronima kao odgovorom na Schafferove kolateralne ulaze (Biet sur., 2001; Good et al., 1999; Warren et al., 1995), koji mogu biti posredovani promjenama neosjetljivosti na glutamat i GABA (Hamson i sur., 2016).

Zajedno, ovi podaci daju ulogu endogenog estradiola u modulaciji aktivnosti hipokampalne mreže (Hamson et al., 2016.), što bi moglo objasniti različite performanse ponašanja tijekom estrusnog ciklusa kada razine estrogena fluktuiraju (Triviño-Paredes et al., 2016.; Walf et al. , 2006; Warren & Juraska, 1997). U našoj studiji, pri korelaciji stadija estrusa bilo na dan snimanja ili testiranja s izvedbom OLM-a unutar terapijske skupine, nismo vidjeli značajan učinak izvedbe estrouson OLM-a. S obzirom na to da je veličina našeg uzorka mala i da je broj miševa u određenoj estrusnoj fazi bio slučajan, buduće studije mogu poboljšati statističku snagu povećanjem veličine uzorka kako bi se omogućilo više životinja u svakoj estrusnoj fazi u vrijeme prikupljanja i testiranja.

Učenje uključuje dinamičke neuronske događaje kako bi se olakšala neuronska komunikacija u sinapsi kroz proces koji se naziva dugotrajno potenciranje (LTP). Stoga je indukcija i održavanje LTP-a u hipokampusu ključno za učenje i konsolidaciju pamćenja (Elgersma & Silva, 1999.; MA Lynch, 2004.; Pastalkova et al., 2006.). Prethodne studije pokazuju da je pojačani LTP hipokampusa povezan s poboljšanom kognitivnom funkcijom (npr. Keizer et al., 2021; Kwapis et al., 2018; Tang et al., 1999). U skladu s ovim studijama, naši nalazi pokazuju da je 14d voljnog vježbanja poboljšalo LTP u CA1 potpolju hipokampusa u odnosu na kontrolu sjedenja, što odgovara našim bihevioralnim nalazima poboljšanog formiranja dugoročnog pamćenja u uvjetima stjecanja ispod praga uz vježbanje.

Broj studija koje istražuju sinaptičku plastičnost uzrokovanu tjelovježbom u regiji CA1 rijedak je, osobito u žena, i često daje proturječne rezultate. Kod mužjaka glodavaca vježba poništava oštećeni LTP u CA1 uzrokovan stresom (Dahlin et al., 2019.), nedostatkom sna (Zagaar et al., 2012., Zagaar et al., 2013.), a kod mišjih modela Alzheimerove bolesti (Dao et al. ., 2013., Dao i sur., 2015.). Kod ženki tjelovježba također smanjuje oštećenje LTP-a kod štakora s nedostatkom sna (Saadati i sur., 2014., 2015.). Međutim, u ovim studijama, tjelovježba u zdravih kontrolnih osoba ne povećava dodatno CA1 LTP u odnosu na sjedeće kontrolne skupine, što sugerira da tjelovježba djeluje samo na olakšani LTP u CA1 regiji pod nenormalnim uvjetima. Suprotno ovim izvješćima i u skladu s našim nalazima, nedavne studije na mužjacima glodavaca izvješćuju o povećanom CA1 LTP-u kod zdravih životinja koje su nakon tjelovježbe u usporedbi s kontrolnom sjedećim načinom života (D'Arcangelo i sur., 2017.; Ivy i sur., 2020.; Tsai i sur., 2018. ). Uzimajući u obzir razlike između ovih studija, varijabilnost u vrsti, duljini i intenzitetu paradigmi vježbanja mogla bi pridonijeti različitim rezultatima.

Na primjer, mnoge od ovih studija koriste prisilno vježbanje (Dao et al., 2013, 2015; D'Arcangelo et al., 2017; Saadati et al., 2015; Tsai et al., 2018; Zagaar et al., 2012, Zagaar i sur., 2013.) s različitim protokolima, dok samo nekoliko studija koristi dobrovoljno trčanje na kotačima (Ivy i sur., 2020.; Saadati i sur., 2014.) s različitim trajanjem vježbanja. Pod uvjetom da dobrovoljno i prisilno vježbanje nisu ekvivalentne u svom metodologije, te bi stoga moglo različito modulirati neurogenezu hipokampusa, neurotrofne čimbenike, markere sinaptičke plastičnosti i ponašanje (Barha et al., 2017; Leasure & Jones, 2008), postaje neophodno da buduća istraživanja vježbanja budu homogenija u protokolima vježbanja koji se koriste kako bi se omogućilo za usporedive rezultate.

Osim ove točke, razlike u dobi i soju pokusnih životinja također mogu sugerirati različite količine tjelovježbe potrebne za ostvarivanje određenih prednosti vježbe, dodatno pridonoseći dinamičkoj regulaciji dobrobiti posredovanih tjelovježbom. Sve u svemu, naša je studija prva koja je pokazala da 2 tjedna dobrovoljnog vježbanja doista može olakšati LTP u CA1 regiji hipokampusa kod ženki miševa.

Uz sposobnost vježbanja da poboljša sinaptičku plastičnost u podpolju CA1 hipokampusa, također pokazujemo postojanost poboljšanja LTP-a nakon prestanka vježbanja, utvrđujući prve dokaze vremenske izdržljivosti koristi izazvanih vježbanjem na neuroplastičnost kod žena. Otkriće dugotrajnog poboljšanja LTP-a je iznenađujuće s obzirom na smanjenu učinkovitost OLM-a nakon odgode sjedenja. Uzimajući u obzir da se naš protokol stimulacije sastoji od 5 theta-burstova i pokazalo se da izaziva stabilnu potencijaciju u sjedilačkih miševa (Acharya i sur., 2019.; Keizer i sur., 2021.; Kwapis i sur., 2018.; Vogel-Ciernia i sur., 2013. ; White et al., 2016.), stimulacija ispod praga može se sastojati od 3 theta-praska (López et al., 2016.), koji mogu bolje oponašati aktivnost hipokampusa tijekom uvjeta akvizicije ispod praga, mogli bi uhvatiti odsutnost tjelovježbe- inducirane koristi na sinaptičkim razinama tijekom odgode sjedenja.

Vrijedno je napomenuti da je LTP zabilježen iz tkiva hipokampusa prikupljenih 1 sat nakon subthreshold OLM akvizicije, tijekom koje su produkti povezani sa sinaptičkom plastičnošću pojačani (Carulli et al., 2011; Irvine et al., 2006; Wang & Peng, 2016), što može nadoknaditi smanjenje i/ili gubitak čimbenika potrebnih za poboljšanje LTP-a koji se javljaju tijekom kašnjenja sjedenja. Stoga bi LTP snimke miševa koji nisu prošli OLM akviziciju ispod praga mogle dati rezultate koji su više u skladu s našim podacima o ponašanju. Unatoč tome, postojanost pojačanog LTP-a u ženki miševa tijekom odgode sjedenja u odnosu na kontrolu sugerira održavanje dobrobiti sinaptičkih funkcija od početne vježbe.

Vježbanje potiče hipokampalno izražavanje neurotrofnog faktora izvedenog iz mozga (BDNF) kako bi se olakšala neuroplastičnost i učenje (Cotman i sur., 2007.; Cotman i Engesser-Cesar, 2002.; Loprinzi i Frith, 2018.; S. Vaynman i sur., 2004.) . BDNF signalizacija promiče strukturalne sinaptičke promjene koje zauzvrat moduliraju sinaptički prijenos i LTP (Kramár et al., 2004; Lu & Chow, 1999; Soulé et al., 2006). Izražavanje BDNF-a ključno je za formiranje dugoročnog pamćenja (Bekinschtein i sur., 2008; Lubin, 2011), a indukcija BDNF-a potrebna je za kognitivno poboljšanje tjelovježbom (Gomez-Pinilla i sur., 2008; Intlekofer i sur., 2013). Zajedno, BDNF je potencijalni mehanizam koji leži u osnovi održavanja dobrobiti izazvanih vježbanjem kod žena. Na naše iznenađenje, ekspresija Bdnf mRNA iz tkiva hipokampusa prikupljenog 1 h nakon OLM testa nije se značajno razlikovala između uvjeta vježbanja i kontrole sjedenja, čineći naše nalaze nedosljednima s drugim izvješćima koja pokazuju značajnu indukciju Bdnf mRNA hipokampusa nakon dobrovoljnog vježbanja kod žena (Berchtold et al. , 2001.; Gallego i sur., 2015.; Uysal i sur., 2014.).

Naša otkrića o LTP-u poboljšanom tjelovježbom unatoč odsutnosti hipokampalne regulacije Bdnf-a u skladu su s onima Titternessa i sur., (2011.), koji pružaju dokaze da tjelovježba može poboljšati DG LTP kod mužjaka štakora i smanjiti indukcijski prag za DG LTP kod ženki u odsutnost BDNF regulacije. Procjena vremenskog tijeka Bdnf mRNA nakon dobrovoljnog vježbanja kod mužjaka štakora otkriva selektivnu regulaciju egzona Bdnf samo nakon 1d i 28d vježbanja, ali ne i 14d vježbanja (Adlard et al., 2004.), što je u skladu s našim opažanjem nedostatka promjena u Hipokampalna Bdnf mRNA ekspresija nakon 14dof vježbe kod ženki miševa. Na razini proteina, hipokampalni BDNF u muških štakora navodno je povišen sa 7 dana vježbanja i vraća se na početnu vrijednost nakon 14 dana vježbanja (Adlardet sur., 2005.). Uz dugotrajno vježbanje, povećane razine zrelog BDNF-a uočene su nakon 8 mjeseci dobrovoljnog vježbanja (Marlatt i sur., 2012.), ali ne i nakon 5 mjeseci vježbanja (Venezia i sur., 2016.).

Iako u našoj studiji nismo ispitivali razine proteina BDNF u hipokampusu, naši podaci, zajedno s prethodno spomenutim studijama, sugeriraju da trajna regulacija BDNF-a možda nije potrebna za održavanje dobrobiti vježbanja, što dodatno podupire dinamičke mehanizme koji leže u osnovi dobrobiti izazvanih vježbanjem. Također je vrijedno napomenuti da je tkivo hipokampusa prikupljeno za kvantifikaciju Bdnf-a tijekom vraćanja pamćenja, 1 nakon OLM testa. Odsutnost pojačane regulacije BDNF-a među skupinama može biti posljedica Bdnf-a izazvanog učenjem (Hall et al., 2000.). Ova vremenska točka također predstavlja 2d nakon završetka rasporeda vježbanja, stoga su se povišene razine Bdnf-a mogle vratiti na početnu vrijednost nakon što životinje prestanu vježbati. Buduće studije mogu procijeniti vremenski tijek ekspresije BDNF u ženskom hipokampusu nakon vježbanja kako bi se unaprijedilo naše razumijevanje načina na koji se koristi izazvane vježbanjem održavaju tijekom vremena.

Koliko znamo, ovo je prva studija koja ispituje vremensku dinamiku vježbanja neuroplastičnosti i kognicije kod ženki miševa. Ovi podaci pridonose hipotezi o "molekularnom memorijskom prozoru" koristi izazvanih vježbanjem utvrđenih pragom vježbanja, tijekom kojeg se dobrobiti neuroplastičnosti i kognicije održavaju i spremne za reaktivaciju budućim podražajima vježbanja. Naši podaci također upućuju na to da bi dobrobiti izazvane vježbanjem i temeljni mehanizmi mogli biti različiti između različitih podregija hipokampusa. S obzirom na sve veći broj dokaza koji naglašavaju uključenost epigenetske regulacije u sinaptičku plastičnost i kogniciju posredovanu vježbanjem (Fernandes et al., 2017.; Intlekofer et al., 2013.; Keizer & Wood, 2019.), koristi izazvane vježbanjem mogu se temeljiti i održavati pomoću epigenetski mehanizmi. Stoga je potreban dodatni rad kako bi se razumjelo kako vježba modulira i održava kognitivne prednosti kod oba spola. To uključuje ispitivanje opsega "prozora molekularne memorije" vježbanja kod žena i temeljnih mehanizama u oba spola za razvoj režima vježbanja koji optimalno koriste zdravlju mozga.

Dopunski materijal

Za dodatni materijal pogledajte web verziju na PubMed Centralu.

Zahvale:

Ovaj je rad financiran sredstvima Nacionalnog instituta za zdravlje (R01 DA047981/NIDA NIHHHS/Sjedinjene Države, R01 DA047981/NIDA NIH HHS/Sjedinjene Države, R01 NS083801/NINDS NIH HHS/Sjedinjene Države, R01 AG051807/NIA NIH HHS/Sjedinjene Države , R01 DA047441/NIDA NIH HHS/Sjedinjene Države, R21AG067613/NIA NIH HHS/Sjedinjene Države, F32 AG071209/NIA NIH HHS/Sjedinjene Države, NSF GRFP

Želimo zahvaliti svim članovima Wood laba na znanstvenim raspravama i tehničkoj pomoći. Dodatno, želimo zahvaliti članovima laboratorija Cotman na znanstvenim raspravama.

Referenca:

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). Nove brige za neurokognitivnu funkciju tijekom izlaganja dubokom svemiru kroničnom neutronskom zračenju niske doze. ENeuro, 6(4), ENEURO.0094-19.2019.

2. Adlard PA, Perreau VM i Cotman CW (2005). Ekspresija BDNF-a unutar hipokampusa uzrokovana vježbanjem varira tijekom životnog vijeka. Neurobiology of Aging, 26 (4), 511–520. 10.1016/J.NEUROBIOLAGING.2004.05.006 [PubMed: 15653179]

3.Adlard PA, Perreau VM, Engesser-Cesar C, & Cotman CW (2004). Vremenski tijek indukcije neurotrofnog faktora mRNA i proteina iz mozga u hipokampusu štakora nakon dobrovoljnog vježbanja. Neuroscience Letters, 363(1), 43–48. 10.1016/J.NEET.2004.03.058 [PubMed:15157993]

4. Adler NT i Zoloth SR (1970). Kopulacijsko ponašanje može spriječiti trudnoću kod ženki štakora. Znanost,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 i Prediger RDS (2011). Kratki napadi tjelesne vježbe blagog intenziteta poboljšavaju prostorno učenje i pamćenje kod starijih štakora: uključenost plastičnosti hipokampusa putem AKT, CREB i BDNF signalizacije. Mehanizmi starenja i razvoja, 132 (11-12), 560-567. 10.1016/J.MAD.2011.09.005 [PubMed: 21983475]

6. Aguiar AS, Speck AE, Amaral IM, Canas PM i Cunha RA (2018). Razlika između spolova pri tjelovježbi i utjecaj estrusnog ciklusa na izvedbu tjelesne aktivnosti kod miševa. Znanstvena izvješća 2018 8:1, 8(1), 1–8.10.1038/s41598-018-29050-0.

7. Aid T, Kazantseva A, Piirsoo M, Palm K i Timmusk T (2007). Ponovno razmatranje strukture i ekspresije BDNF gena miša i štakora. Journal of Neuroscience Research, 85(3), 525–535. 10.1002/JNR.21139 [PubMed: 17149751]

8. Ajayi AF i Akhigbe RE (2020). Određivanje faze estrusa i indukcija estrusa kod pokusnih glodavaca: Ažuriranje. Istraživanje i praksa plodnosti 2020 6:1, 6(1), 1–15. 10.1186/S40738-020-00074-3.

9. Alomari MA, Khabour OF, Alzoubi KH i Alzubi MA (2013). Prisilne i dobrovoljne vježbe jednako poboljšavaju pamćenje prostornog učenja i razine BDNF hipokampusa. Bihevioralno istraživanje mozga, 247, 34–39. 10.1016/J.BBR.2013.03.007 [PubMed: 23499703]

10. Anantharaman-Barr HG, & Decombaz J (1989). Učinak kotača i estrousciklusa na potrošnju energije kod ženki štakora. Physiology & Behavior, 46(2), 259–263.10.1016/0031-9384(89)90265-5 [PubMed: 2602468]

For more information:1950477648nn@gmail.com