Urgʻochi sichqonlarda gippokampga bogʻliq boʻlgan xotira va sinaptik plastisitga jismoniy mashqlar sabab boʻlgan foydaning vaqtinchalik chidamliligi 3-qism

3.4. Hipokampal BDNF OLM ni olishdan keyin ko'tarilmaydi

BDNF signalizatsiyasi yaxshilangan hipokampal sinaptik plastisit va mashqlar orqali o'rganishning asosiy mexanizmidir (Cotman va boshq., 2007; Intlekofer va boshq., 2013; S. Vaynmanet boshq., 2004; SS Vaynman va boshq., 2006). Shunday qilib, biz Bdnf mRNK ning hipokampal ifodasini, xatti-harakatlar testidan 1 soat o'tgach, qidirish paytida tekshiramiz. Biz ikkita asosiy sababga ko'ra BDNF darajasini baholashga qaror qildik.

Gippokamp miyadagi muhim nerv tuzilmasi bo'lib, xotira va o'rganish jarayonida hal qiluvchi rol o'ynaydi. Hipokampal sinaptik plastisiya neyronlar orasidagi aloqalar neyronlar orasidagi faollikka qarab o'zgarishi mumkin bo'lgan hodisani anglatadi. Bu plastiklik miya xotirasi va o'rganish jarayonlarida hal qiluvchi omil hisoblanadi.

So'nggi yillarda ko'plab tadqiqotlar hipokampal sinaptik plastisiya va xotira o'rtasidagi yaqin aloqani ko'rsatdi. Xususan, yangi bilimlar o'rganilganda, neyronlar orasidagi aloqalar o'zgarib, yangi sinaptik aloqalarni hosil qiladi. Ushbu yangi ulanishlar xotira qobiliyatini yaxshilaydigan neyron tarmoqlarida o'zgarishlarga olib keladi. Shuning uchun uzoq muddatli xotiralarni saqlash uchun hipokampal sinaptik plastisiya yotadi.

Bundan tashqari, tadqiqotlar hipokampal sinaptik plastisiya va Altsgeymer kasalligi va Parkinson kasalligi kabi neyrodegenerativ kasalliklar o'rtasida bog'liqlik mavjudligini ko'rsatdi. Ushbu kasalliklar neyronlar orasidagi aloqalarning yo'qolishiga olib keladi, xotira va o'rganish qobiliyatiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, hipokampal sinaptik plastisiyani tushunish ushbu neyrodegenerativ holatlarning oldini olish va davolash uchun muhim ahamiyatga ega.

Xulosa qilib aytganda, hipokampal sinaptik plastisiya xotira bilan chambarchas bog'liq bo'lgan muhim asabiy hodisadir. Buni tushunish xotira va o'rganish qobiliyatlarini rivojlantirish, shuningdek, neyrodegenerativ kasalliklarning oldini olish va davolash uchun juda muhimdir. Miya fani va nevrologik kasalliklarni davolashni rivojlantirish uchun hipokampal sinaptik plastisiyaga ko'proq e'tibor qaratishimiz va o'rganishimiz kerak. Ko'rinib turibdiki, biz xotirani yaxshilashimiz kerak. Cistanche deserticola xotirani sezilarli darajada yaxshilashi mumkin, chunki Cistanche deserticola ko'plab noyob effektlarga ega bo'lgan an'anaviy xitoylik dorivor material bo'lib, ulardan biri xotirani yaxshilashdir. Qiymaning samaradorligi uning tarkibidagi turli faol moddalar, jumladan kislota, polisakkaridlar, flavonoidlar va boshqalardan kelib chiqadi. Bu ingredientlar turli yo'llar bilan miya salomatligini mustahkamlashi mumkin.

Xotirani yaxshilash uchun bilish qo'shimchalarini bosing

Birinchidan, qayta tiklashdan keyingi bu davr dorsal gipokampusdagi bir nechta darhol erta genlarni (IEG) yuqori tartibga solishni o'z ichiga oladi (Keiser va boshq., 2017). Ikkinchidan, test davomida yangi ob'ekt joylashuvini hisobga olgan holda, yangi o'rganish ham paydo bo'lishi mumkin. Shunday qilib, o'rganishdan keyingi 1 soat konsolidatsiya oynasining uyali konsolidatsiyasi va xotira izini barqarorlashtirishni o'z ichiga oladi (McGaugh, 2000), bunda konsolidatsiya uchun muhim bo'lgan IEGlar yuqori darajada tartibga solinadi (masalan, Lonergan va boshq., 2010; Radulovic va boshq. , 1998).

Uchinchidan, yangi ob'ekt joylashuvi yangi o'rganish emas, balki qayta konsolidatsiya orqali oldingi xotira iziga kiritilishi mumkin (Kwapis va boshq., 2020). BDNF qayta konsolidatsiya qilish uchun zarur (Radiske va boshq., 2015) va BDNF protein darajalari 3-4 soatdan keyin sezilarli darajada ko'tariladi (Radiske va boshq., 2015, Radiske va boshq., 2017). Shunday qilib, Bdnf mRNKning yuqori regulyatsiyasi oldingi vaqt nuqtasida sodir bo'lishi mumkin. Birgalikda biz BDNF ifodasidagi o'zgarishlarni qidirishdan keyingi 1 soat ichida eng yaxshi tarzda qayd etishi haqida fikr yuritdik.

Sichqonlarda Bdnf geni 3′ umumiy kodlovchi ekson (ekson IX) va sakkizta 5′kodlanmagan ekson (ekson I-VIII) dan iborat (Aid va boshq., 2007). Har bir 5' tarjima qilinmagan kodlanmagan ekson bir nechta Bdnf transkriptlarini yaratish uchun 3' umumiy eksonga biriktirilgan (Aid va boshq., 2007), ekson IXni umumiy Bdnf transkriptlari uchun markerga aylantiradi. Mashq qilish, shuningdek, I, IV va VI shippocampal Bdnf eksonlarini tanlab yuqori tartibga soladi (Baj va boshq., 2012; Intlekofer va boshq., 2013; Sleiman va boshqalar, 2016); shuning uchun biz ushbu Bdnf eksonlarining hipokampal ifodasini baholadik.

Turli xil mashqlar rejimlari Bdnf XI eksonining hipokampal ifodasiga differentsial ta'sir qilmaydi (4D-rasm; bir tomonlama ANOVA, F (3,25)=0.18, p=0.90), ekson I ( 4A-rasm; bir tomonlama ANOVA, F(3,26)=0.90, p=0.45), ekson IV (4B-rasm; bir tomonlama ANOVA, F (3,26) )=0.03, p=0.99), orexon VI (4C-rasm; bir tomonlama ANOVA, F (3,26)=0.57, p {{30} }.63).

4. Munozara

Ushbu tadqiqot urg'ochi sichqonlarda mashqlarning hipokampusga bog'liq o'rganish va sinaptik plastisiyaga ta'sirini o'rganib chiqdi. Biz aniqladikki, ixtiyoriy mashg'ulot davri 14 ta o'rganish va uzoq muddatli xotirani shakllantirishga imkon beradi, hipokampusga bog'liq OLM vazifasini chegaradan tashqari egallash sharoitida. Dastlabki mashqdan so'ng, 7 kunlik harakatsiz kechikish ishlashning pasayishiga olib keldi, bu hayvonlar harakatsiz kechikishdan keyin 2 kun qayta faollashtiruvchi mashqlarni qabul qilganda, bu yana osonlashdi.

Urg'ochi sichqonlar estrus fazasida diestrus fazasiga nisbatan yuqori yugurish faolligini ko'rsatdi va estrus fazasining OLM ishlashiga ta'siri kuzatilmadi. Sinaptik darajada mashqlar hipokampusning CA1 mintaqasida LTP ni osonlashtirdi, bu mashqni qayta faollashtirgandan keyin harakatsiz kechikish davomida davom etdi.

Xulq-atvor testidan so'ng Bdnf ning hipokampal ifodasini baholash guruhlar o'rtasida hech qanday farqni ko'rsatmaydi. Birgalikda, bizning tadqiqotimiz ixtiyoriy mashqlar ayollarda jismoniy mashqlar natijasida ta'lim va nevroplastiklik afzalliklarini jalb qilishi va saqlab turishi mumkinligini isbotlaydi.

Bizning ma'lumotlarimiz urg'ochi sichqonlarda mashqlarni kuchaytirishni o'rganish uchun dalillarni taqdim etadi, bu topilmalar hipokampusga bog'liq qisqa muddatda urg'ochi hayvonlarning ish faoliyatini yaxshilash uchun mashqlar qobiliyatini ko'rsatadigan oldingi hisobotlarga mos keladi (Kim va boshq., 2010; Marosi va boshq., 2012; Siette va boshq., 2013) va uzoq muddatli xotira vazifalari (Aguiar va boshq., 2011; Harburger va boshq., 2007; Kim va boshq., 2010; Marlatt va boshq., 2012; Marosi va boshq., 2012). Van Praag, Christie va boshqalar, 1999). Ayol kemiruvchilarda gipokampusga bog'liq bo'lgan mashqlarning ta'sirini o'rganuvchi tadqiqotlarning aksariyati mashqlar davomiyligi 6 haftadan 8 oygacha bo'lishi mumkinligi haqida xabar beradi (qarang: Barha va boshq., 2017; Uysal va boshq., 2014).

Shu sababli, bizning ma'lumotlarimiz shuni ko'rsatadiki, 2 hafta (14 kun) kabi mashqlarning kamroq davomiyligi ayollarda o'rganish va xotiraga doimiy foyda keltirishi uchun etarli. Bu bizning erkak sichqonlar ustida olib borgan oldingi tadqiqotimizga mos keladi (Butler va boshq., 2019), shuningdek, 2 haftalik ixtiyoriy mashqlar mashqlar yordamida osonlashtirilgan o'rganish uchun chegara hisoblanadi, holbuki 1 hafta yoki 2 kunlik mashg'ulotning o'zi kognitiv rivojlanishni keltirib chiqarmaydi. Bizning tadqiqotimiz ayollarda 1 hafta yoki 2 kunlik mashqlarning bilimga ta'sirini o'rganmadi, shuning uchun mashqlar davomiyligi ayollarda kognitiv foyda keltirishi mumkin. Dastlabki 14 kunlik ixtiyoriy mashqlar seansining foydasiga qo'shimcha ravishda, mashg'ulotdan keyin 7 kunlik harakatsiz kechikishni boshdan kechirgan hayvonlarda xotira samaradorligining yaxshilanishi kuzatilmadi.

Biroq, harakatsiz kechikishdan keyin qayta faollashtiruvchi a2D mashqlari o‘rganishni qaytadan osonlashtirdi, bu mashqdan kelib chiqadigan kognitiv imtiyozlar saqlanib qolishi va harakatsiz kechikish davrida saqlanib qolishi va hayvonlarni mashqlar davomiyligini kamaytirish orqali qayta faollashtirilishi mumkinligini ko‘rsatadi. Bu tadqiqot natijalariga o‘xshaydi. Butler va boshq., 2019 yilda a2D qayta faollashtiruvchi mashqlar seansi 7D harakatsiz kechikishdan keyin o'rganishni qayta osonlashtirishi mumkinligini ko'rsatadigan erkak sichqonlardan foydalangan holda. Kelajakdagi tadqiqotlar dastlabki mashg'ulotsiz 2 kunlik mashqning o'zi idrokga foyda keltirishi yoki yo'qligini tekshirishi kerak bo'ladi.

Bundan tashqari, Butler va boshq., 2019, shuningdek, jismoniy mashqlar bilan bog'liq bo'lgan foydalarning qayta jalb qilinishi 14 kunlik harakatsiz kechikishdan keyin kuzatilmasligini ko'rsatib, mashqlar "vaqtinchalik xotira oynasi" ni boshlaydi, bu gipotezani taklif qiladi, bunda keyingi chegara ostidagi mashqlar seansi o'rnatilgan neyronal moslashuvdan foydalanishi mumkin. o'rganishni osonlashtirish uchun dastlabki mashq orqali. Bizning tadqiqotimizda biz 2 kunlik mashqlarni qayta faollashtirish ayollarda mashqdan keyin 14 kunlik harakatsiz kechikishdan keyin ham jismoniy mashqlar foydasini qayta tiklashi mumkinligini tekshirmadik.

Shu sababli, kelajakdagi tadqiqotlar ayollarda ushbu "vaqtinchalik xotira oynasi" darajasini o'rganish uchun uzoqroq harakatsiz davrdan foydalanishi mumkin. Birgalikda, bizning topilmalarimiz shuni ko'rsatadiki, 14 d ixtiyoriy mashqlar hipokampusga bog'liq bo'lgan OLM vazifasini chegaradan tashqari egallash sharoitida uzoq muddatli xotira shakllanishini osonlashtirishi mumkin va bu imtiyozlar 7 kun davomida o'tirgan holda saqlanib qoladi va 2 kunlik mashqlarni qayta faollashtirish orqali qayta jalb qilinishi mumkin.

Bizning ma'lumotlarimiz, shuningdek, estrus siklining fazalari bo'ylab xuddi shunday yugurish faolligini ko'rsatadi, bu esa estrus davrida distrusga nisbatan umumiy yugurish masofasining sezilarli darajada oshishi. Ayol kemiruvchilar, estrus sikli follikulyar fazadan iborat (metestrus va diestrus deb ataladi), bu davrda estradiol darajasi asta-sekin o'sib boradi. Estradiolning eng yuqori darajalari hayvonlarning ovulyatsiyadan oldingi bosqichida (proestrus deb ataladi) sodir bo'ladi va hayvonlar estrus fazasiga kirganda progesteronning ko'payishi kuzatiladi, bu davrda hayvonlar xatti-harakatni qabul qiladi (Becker va boshq., 2017; Becker & Koob, 2016; Nilsson va boshqalar. al., 2015).

Ushbu gormonal tebranish mashqlar faoliyatida kundan-kunga o'zgaruvchanlikni keltirib chiqaradi. Oldingi hisobotlar estrus sikli bo'ylab mashqlar bilan shug'ullanishning o'zgaruvchanligini ko'rsatdi, eng yuqori yugurish faolligi estrogen darajasi eng yuqori cho'qqisiga chiqqan proestrus bosqichida sodir bo'ladi (Aguiar va boshq., 2018; Anantharaman-Barr & Decombaz, 1989; Manzanares va boshqalar, 2018). Tuxumlangan kalamushlar, kunlik g'ildirak yugurishi sezilarli darajada kamayadi va estrogen almashinuvi bilan tiklanadi, bu estrogenning urg'ochilarning mashqlar samaradorligini modulyatsiya qilishdagi rolini ko'rsatadi (Berchtold va boshq., 2001). Shunday qilib, estrus davrida g'ildirakning ko'tarilganligini ko'rsatadigan topilmalarimiz ushbu hisobotlarga mos kelmaydi, chunki estradiol darajasi estrusfazada past bo'ladi (Nilsson va boshq., 2015). Biroq, bizning ma'lumotlarimiz estrus fazasida g'ildirakning harakatlanishini ko'rsatadigan boshqa tadqiqotlar bilan mos keladi (Dixon va boshq., 2003; Eckel va boshq., 2000). Ilgari Steiner va boshqalar (1981) tomonidan olib borilgan tadqiqot g'ildirakning eng yuqori darajasini ko'rsatadi. Yugurish tunda proetrus va estrus o'rtasida sodir bo'lgan, bu hayvonlarning alohida estrus fazasining ta'siridan ko'ra faolligini ko'rsatadigan ma'lum bir vaqt nuqtasini ko'rsatadi.

Shu sababli, nomuvofiq natijalar tadqiqotlar o'rtasida estrus tekshiriladigan vaqt nuqtalarining o'zgaruvchanligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Ushbu tadqiqotda hayvonlar yorug'lik bosqichida (10 ± 1 soat) bo'lganida estrusni baholash amalga oshirildi. Sichqonlar kechasi faolroq bo'lishini va estrus bosqichlari orasidagi o'tish tez sodir bo'lishi mumkinligini hisobga olsak, bizning sitologiya ma'lumotlarimiz qorong'u fazada bu o'tishni ushlamasligi mumkin va shuning uchun 24 soat davomida ishlaydigan faoliyatni to'liq aks ettirmaydi. Shunday qilib, kelajakdagi tadqiqotlar hayvonlarning kunlik mashqlar samaradorligini eng yaxshi ko'rsatishi uchun hayvonlarning faolligi avjiga chiqqan qorong'u fazaga yaqinroq yoki bu davrda hayvonlarning estrus bosqichini baholashi mumkin.

Estradiol darajasining o'zgarishi ayollarda gippokampal fiziologiyani modulyatsiya qiladi. Butun estrus siklida dendritik morfologiya va CA1 piramidal neyronlarining umurtqa pog'onasi zichligi o'zgarib turadi, umurtqa pog'onasi zichligi esa proestrus davrida eng yuqori bo'ladi (González-Burgos va boshqalar, 2005; Gould. 1990; Kato va boshqalar, 2013; Prange-Kiel va boshqalar, 2008; Woolley va boshqalar, 1990; Woolley & McEwen, 1992). Hipokampal sinaptik zichlikdagi o'zgarishlar hipokampal estradiol sinteziga bog'liq (Prange-Kiel va boshq., 2009), bu butun estrus siklida plazma estradiol darajasi bilan ijobiy bog'liqdir (Kato va boshq., 2013). Proestrus shuningdek, Schafferning garov kiritishlariga javoban CA1 neyronlarida LTP kuchayishi bilan bog'liq (Biet boshq., 2001; Good va boshq., 1999; Uorren va boshq., 1995), bu glutamat va GABA (Hamson) ga befarqligi o'zgarishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin. va boshq., 2016).

Birgalikda, bu ma'lumotlar hipokampal tarmoq faolligini modulyatsiya qilishda endogen estradiolning rolini ta'minlaydi (Hamson va boshq., 2016), bu estrogen darajasi o'zgarib turadigan estrus sikli davomida turli xulq-atvor ko'rsatkichlarini tushuntirishi mumkin (Triviño-Paredes va boshq., 2016; Walf va boshq. , 2006; Uorren va Juraska, 1997). Bizning tadqiqotimizda, sotib olish yoki sinov kunidagi estrus bosqichlarini davolash guruhlari ichida OLM samaradorligi bilan bog'lashda biz estrouson OLM samaradorligining sezilarli ta'sirini ko'rmadik. Bizning namunamiz kichik va ma'lum bir bosqichdagi sichqonlar soni tasodifiy bo'lganligini hisobga olsak, kelajakdagi tadqiqotlar olish va sinov vaqtida har bir estrus bosqichida bir nechta hayvonlarga ruxsat berish uchun namuna hajmini oshirish orqali statistik quvvatni yaxshilashi mumkin.

O'rganish uzoq muddatli potentsiallanish (LTP) deb ataladigan jarayon orqali sinapsdagi neyron aloqasini osonlashtirish uchun dinamik neyron hodisalarini o'z ichiga oladi. Shuning uchun hipokampusda LTP ning induktsiyasi va saqlanishi o'rganish va xotira konsolidatsiyasi uchun juda muhimdir (Elgersma va Silva, 1999; MA Lynch, 2004; Pastalkova va boshq., 2006). Oldingi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, hipokampal LTP yaxshilangan kognitiv funktsiya bilan bog'liq (masalan,). Keizer va boshq., 2021; Kwapis va boshq., 2018; Tang va boshq., 1999). Ushbu tadqiqotlarga mos ravishda, bizning topilmalarimiz shuni ko'rsatadiki, 14 d ixtiyoriy mashqlar hipokampusning CA1 pastki maydonida harakatsiz boshqaruvga nisbatan LTPni kuchaytirdi. Jismoniy mashqlar bilan chegaradan pastga ega bo'lish sharoitida uzoq muddatli xotirani shakllantirishning xulq-atvor natijalariga mos keladi.

CA1 mintaqasida mashqlar vositasida sinaptik plastisiyani o'rganadigan tadqiqotlar soni, ayniqsa ayollarda juda kam va ko'pincha qarama-qarshi natijalar beradi. Erkak kemiruvchilarda mashqlar stress (Dahlin va boshq., 2019), uyqu etishmasligi (Zagaar va boshq., 2012, Zagaar va boshq., 2013) va Altsgeymer kasalligining sichqoncha modellarida (Dao va boshq. ., 2013, Dao va boshq., 2015). Ayollarda mashqlar uyqusiz kalamushlarda LTP buzilishlarini ham susaytiradi (Saadati va boshq., 2014, 2015). Biroq, ushbu tadqiqotlarda sog'lom nazoratdagi mashqlar o'tirgan nazoratga nisbatan CA1 LTP ni yanada kuchaytirmaydi, bu mashqlar faqat aberrant sharoitlarda CA1 mintaqasida LTPni engillashtiradiganligini ko'rsatadi. Ushbu hisobotlardan farqli o'laroq va topilmalarga muvofiq, erkak kemiruvchilarda olib borilgan so'nggi tadqiqotlar o'tirgan nazorat bilan solishtirganda jismoniy mashqlardan so'ng sog'lom hayvonlarda CA1 LTP ning yaxshilanganligini bildiradi (D'Arcangelo va boshq., 2017; Ivy va boshq., 2020; Tsai va boshq., 2018). ). Ushbu tadqiqotlar o'rtasidagi tafovutni hisobga olsak, mashqlar paradigmalarining turi, uzunligi va intensivligidagi o'zgaruvchanlik turli natijalarga olib kelishi mumkin.

Masalan, ushbu tadqiqotlarning aksariyati majburiy mashqlardan foydalanadi (Dao va boshq., 2013, 2015; D'Arcangelo va boshq., 2017; Saadati va boshq., 2015; Tsai va boshq., 2018; Zagaar va boshq., 2012, Zagaar va boshq., 2013) turli xil protokollar bilan, faqat bir nechta tadqiqotda ixtiyoriy g'ildirak yugurish (Ivy va boshq., 2020; Saadati va boshq., 2014) qo'llaniladi. Agar ixtiyoriy va majburiy mashqlar bir xil bo'lmasa. metodologiyalar va shu tariqa hipokampal neyrogenez, neyrotrofik omillar, sinaptik plastisiya belgilari va xulq-atvorini differensial ravishda modulyatsiya qilishi mumkin (Barha va boshq., 2017; Leasure va Jones, 2008), kelajakdagi mashqlar tadqiqotlari uchun mashq qilish protokollarida bir hil bo'lishi kerak bo'ladi. solishtirish mumkin bo'lgan natijalar uchun.

Bundan tashqari, eksperimental hayvonlarning yoshi va zo'riqishidagi farqlar mashqlarning ma'lum afzalliklarini jalb qilish uchun zarur bo'lgan turli xil mashqlar miqdorini ham taklif qilishi mumkin, bu esa mashqlar vositasida foydalarning dinamik tartibga solinishiga yordam beradi. Umuman olganda, bizning tadqiqotimiz birinchi bo'lib 2 haftalik ixtiyoriy mashqlar ayol sichqonlarda hipokampusning CA1 hududida LTPni osonlashtirishi mumkinligini ko'rsatdi.

Gipokampusning CA1 pastki sohasida sinaptik plastisiyani kuchaytirish uchun mashqlar qobiliyatiga qo'shimcha ravishda, biz mashqlar to'xtatilgandan so'ng LTP kuchayishi davomiyligini ko'rsatamiz, bu esa ayollarda neyrooplastiklik bo'yicha jismoniy mashqlar sabab bo'lgan foydaning vaqtinchalik chidamliligi uchun birinchi dalillarni o'rnatamiz. O'tirgan kechikishdan keyin OLM unumdorligi pasayganini hisobga olsak, LTPning uzoq davom etadigan yaxshilanishi ajablanarli. Bizning stimulyatsiya protokolimiz 5 teta-portlashdan iborat bo'lib, o'tirgan sichqonlarda barqaror potentsiallanishni keltirib chiqarishi ko'rsatilgan (Acharya va boshq., 2019; Keizer va boshq., 2021; Kwapis va boshq., 2018; Vogel-Ciernia va boshq., 2013) ; White va boshq., 2016), pol osti stimulyatsiyasi 3 teta-portlashdan iborat bo'lishi mumkin (López va boshq., 2016), ular pastki chegarani olish sharoitida hipokampal faollikni yanada yaqinroq taqlid qilishi mumkin, mashqlar yo'qligini ushlab turishi mumkin. harakatsiz kechikish paytida sinaptik darajalarda induktsiya qilingan foyda.

Shunisi e'tiborga loyiqki, LTP hipokampal to'qimalardan 1 soatdan keyin to'plangan OLM ning pastki chegarasidan olingan bo'lib, uning davomida sinaptik plastisiya bilan bog'liq mahsulotlar tartibga solinadi (Carulli va boshq., 2011; Irvine va boshq., 2006; Wang & Peng, 2016), harakatsiz kechikish paytida LTPni yaxshilash uchun zarur bo'lgan omillarning kamayishi va/yoki yo'qolishini qoplashi mumkin. Shuning uchun, OLM ni olish chegarasidan o'tmagan sichqonlarning LTP yozuvlari bizning xatti-harakatlar ma'lumotlarimizga ko'proq mos keladigan natijalarni berishi mumkin. Shunga qaramay, nazoratga nisbatan sedentary kechikish paytida urg'ochi sichqonlarda yaxshilangan LTP ning davom etishi boshlang'ich mashg'ulotdan sinaptik funktsiyalarning foydasini saqlab qolishdan dalolat beradi.

Jismoniy mashqlar nevroplastiklik va o'rganishni osonlashtirish uchun miyadan olingan neyrotrofik omil (BDNF) ning hipokampal ifodasini keltirib chiqaradi (Cotman va boshq., 2007; Cotman & Engesser-Cesar, 2002; Loprinzi & Frith, 2018; S. Vaynman va boshq.) . BDNF signalizatsiyasi strukturaviy sinaptik o'zgarishlarni rag'batlantiradi, bu o'z navbatida sinaptik uzatish va LTP ni modulyatsiya qiladi (Kramár va boshq., 2004; Lu & Chow, 1999; Soulé va boshq., 2006). BDNF ifodasi uzoq muddatli xotirani shakllantirish uchun juda muhimdir (Bekinschtein va boshq., 2008; Lubin, 2011) va BDNF induksiyasi mashqlar orqali kognitiv kuchaytirish uchun talab qilinadi (Gomez-Pinilla va boshq., 2008; Intlekofer va boshq., 2013). Birgalikda, BDNF ayollarda jismoniy mashqlar bilan bog'liq bo'lgan foydalarni saqlashning potentsial mexanizmi hisoblanadi. Ajablanarlisi shundaki, OLMdan 1 soat keyin to'plangan hipokampal to'qimalardan Bdnf mRNK ifodasi mashqlar sharoitlari va harakatsiz nazorat o'rtasida sezilarli darajada farq qilmadi, bu bizning topilmalarimiz ayollarda ixtiyoriy mashqdan keyin hipokampal Bdnf mRNKning sezilarli darajada induksiyasini ko'rsatadigan boshqa hisobotlarga mos kelmaydi (Berchtold va boshqalar. , 2001; Gallego va boshqalar, 2015; Uysal va boshqalar, 2014).

Hipokampal Bdnf regulyatsiyasi yo'qligiga qaramay, mashqlar bilan kuchaytirilgan LTP haqidagi topilmalarimiz Titterness va boshqalar (2011) bilan mos keladi, bu mashqlar DG LTPin erkak kalamushlarni kuchaytirishi va ayollarda DG LTP uchun induksiya chegarasini kamaytirishi mumkinligini isbotlaydi. BDNF regulyatsiyasining yo'qligi. Erkak kalamushlarda ixtiyoriy mashqlardan so'ng Bdnf mRNK ning vaqt kursini baholash Bdnf eksonlarining faqat 1 va 28 kun mashqlardan keyin tanlab ko'tarilishini ko'rsatadi, lekin 14 kun emas (Adlard va boshq., 2004), bu bizning kuzatuvimizda o'zgarish yo'qligi bilan mos keladi. urg'ochi sichqonlarda 14dof mashqlaridan keyin hipokampal Bdnf mRNK ifodasi. Protein darajasida erkak kalamushlarda gippokampal BDNF 7 kunlik mashqlar bilan ko'tarilganligi va 14 kunlik mashqdan keyin boshlang'ich darajasiga qaytayotgani xabar qilinadi (Adlardet boshq., 2005). Uzoq muddatli jismoniy mashqlar bilan, 8 oylik ixtiyoriy mashqlar (Marlatt va boshq., 2012) bilan etuk BDNF darajasining ortishi kuzatiladi, ammo 5 oylik mashqlar emas (Venezia va boshq., 2016).

Bizning tadqiqotimizda hipokampal BDNF oqsili darajasini tekshirmagan bo'lsak ham, bizning ma'lumotlarimiz yuqorida aytib o'tilgan tadqiqotlar bilan bir qatorda, jismoniy mashqlar foydasini saqlab qolish uchun BDNF ni doimiy ravishda ko'tarish talab qilinmasligi mumkinligini ko'rsatadi, bu esa jismoniy mashqlar bilan bog'liq foydalar ostida yotgan dinamik mexanizmlarni qo'llab-quvvatlaydi. Shuni ham ta'kidlash kerakki, hipokampal to'qimalar Bdnf miqdorini aniqlash uchun xotirani qayta tiklash paytida, OLM testidan 1 hafta keyin to'plangan. Guruhlar o'rtasida BDNF ko'tarilishining yo'qligi o'rganish natijasida kelib chiqqan Bdnf bilan bog'liq bo'lishi mumkin (Hall va boshq., 2000). Bu vaqt nuqtasi, shuningdek, mashqlar jadvali tugallangandan keyingi 2 kunni anglatadi, shuning uchun hayvonlar mashq qilishni to'xtatgandan so'ng, yuqori Bdnf darajalari tobaseline qaytgan bo'lishi mumkin. Kelajakda olib borilgan tadqiqotlar mashqlardan keyin ayol gippokampida BDNFekspressiyaning vaqt kursini baholashi mumkin, bu bizning mashqlardan kelib chiqadigan foydalar vaqt o'tishi bilan qanday saqlanib qolishini tushunishimiz mumkin.

Bizning ma'lumotlarga ko'ra, bu urg'ochi sichqonlarda nevroplastiklik va bilish mashqlarining vaqtinchalik dinamikasini o'rganadigan birinchi tadqiqotdir. Ushbu ma'lumotlar jismoniy mashqlar bilan bog'liq bo'lgan foydalarning "molekulyar xotira oynasi" gipotezasiga yordam beradi mashqlar chegarasi bilan belgilanadi, bu vaqt davomida nevroplastiklik va idrok uchun foyda saqlanib qoladi va kelajakdagi mashqlar stimullari tomonidan qayta faollashishga tayyor bo'ladi. Bizning ma'lumotlarimiz, shuningdek, jismoniy mashqlar bilan bog'liq foyda va asosiy mexanizmlar hipokampusning alohida submintaqalari o'rtasida farq qilishi mumkinligini taklif qiladi. Jismoniy mashqlar vositasida sinaptik plastisiya va idrokda epigenetik tartibga solishning ishtirokini ta'kidlaydigan o'sib borayotgan dalillar to'plamini hisobga olgan holda (Fernandes va boshqalar, 2017; Intlekofer va boshq., 2013; Keizer va Vud, 2019), jismoniy mashqlar bilan bog'liq foydalarni tayyorlash va saqlab qolish mumkin. epigenetik mexanizmlar. Shunday qilib, mashqlar ikkala jinsdagi kognitiv foydani qanday modulyatsiya qilishini va saqlab qolishini tushunish uchun qo'shimcha ish talab etiladi. Bunga ayollarda jismoniy mashqlarning "molekulyar xotira oynasi" darajasini va miya sog'lig'iga eng yaxshi foyda keltiradigan mashqlar rejimlarini ishlab chiqish uchun ikkala jinsdagi asosiy mexanizmlarni o'rganish kiradi.

Qo'shimcha material

Qo'shimcha materiallar uchun PubMed Central veb-versiyasiga qarang.

Tashakkurnomalar:

Ushbu ish Milliy Sog'liqni saqlash institutlari (R01 DA047981/NIDA NIHHHS/Amerika Qo'shma Shtatlari, R01 DA047981/NIDA NIH HHS/Amerika Qo'shma Shtatlari, R01 NS083801/NINDS NIH HHS/Amerika Qo'shma Shtatlari, R083801, R083801/AQSh, R01AUHS/Amerika Qo'shma Shtatlari) tomonidan moliyalashtirildi. , R01 DA047441/NIDA NIH HHS/Amerika Qoʻshma Shtatlari, R21AG067613/NIA NIH HHS/Amerika Qoʻshma Shtatlari, F32 AG071209/NIA NIH HHS/Amerika Qoʻshma Shtatlari, NSF GRFP

Wood laboratoriyasining barcha a'zolariga ilmiy munozaralar va texnik yordam uchun minnatdorchilik bildiramiz. Bundan tashqari, biz Cotman laboratoriyasi a'zolariga ilmiy munozaralar uchun minnatdorchilik bildirmoqchimiz.

Malumot:

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). Surunkali, past dozali, neytron nurlanishiga chuqur fazo ta'sirida neyrokognitiv funktsiya uchun yangi tashvishlar. ENeuro, 6(4), ENEURO.0094-19.2019.

2.Adlard PA, Perreau VM, & Cotman CW (2005). Gippokamp ichidagi BDNF ning jismoniy mashqlar natijasida paydo bo'lishi hayot davomida o'zgarib turadi. Qarishning neyrobiologiyasi, 26 (4), 511-520. 10.1016/J.NEUROBIOLAGING.2004.05.006 [PubMed: 15653179]

3.Adlard PA, Perreau VM, Engesser-Cesar C, & Cotman CW (2004). Ixtiyoriy mashqlardan so'ng kalamush hipokampusida miyadan olingan neyrotrofik omil mRNK va oqsilni induktsiya qilish vaqti. Neuroscience Letters, 363(1), 43-48. 10.1016/J.NEET.2004.03.058 [PubMed:15157993]

4.Adler NT, & Zoloth SR (1970). Kopulyatsion xatti-harakatlar ayol kalamushlarda homiladorlikni inhibe qilishi mumkin. Fan, 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 va Prediger RDS(2011). Engil intensivlikdagi jismoniy mashqlarning qisqa muddatli mashg'ulotlari qarigan kalamushlarda fazoviy o'rganish va xotirani yaxshilaydi: AKT, CREB va BDNF signalizatsiyasi orqali hipokampal plastisiyaning ishtiroki. Qarish va rivojlanish mexanizmlari, 132 (11-12), 560-567. 10.1016/J.MAD.2011.09.005[PubMed: 21983475]

6.Aguiar AS, Speck AE, Amaral IM, Canas PM, & Cunha RA (2018). Jismoniy mashqlar orasidagi bo'shliq va estrus siklining sichqonlarda mashqlar samaradorligiga ta'siri. Ilmiy hisobotlar 2018 8:1, 8(1), 1–8.10.1038/s41598-018-29050-0.

7.Aid T, Kazantseva A, Piirsoo M, Palm K, & Timmusk T (2007). Sichqoncha va kalamush BDNF gen tuzilishi va ifodasi qayta ko'rib chiqildi. Neuroscience Research jurnali, 85(3), 525–535. 10.1002/JNR.21139[PubMed: 17149751]

8. Ajayi AF, & Akhigbe RE (2020). Estrus siklining bosqichlari va eksperimental estrus kemiruvchilarning induksiyasi: yangilanish. Fertillik tadqiqoti va amaliyoti 2020 6:1, 6(1), 1–15. 10.1186/S40738-020-00074-3.

9.Alomari MA, Khabour OF, Alzoubi KH, & Alzubi MA (2013). Majburiy va ixtiyoriy mashqlar fazoviy o'rganish xotirasini va hipokampal BDNF darajasini teng darajada yaxshilaydi. Behavioral Brain Research, 247, 34-39. 10.1016/J.BBR.2013.03.007 [PubMed: 23499703]

10.Anantharaman-Barr HG, & Decombaz J (1989). Urg'ochi kalamushlarda g'ildirak yugurishi va estrussiklning energiya sarfiga ta'siri. Fiziologiya va xulq-atvor, 46(2), 259–263.10.1016/0031-9384(89)90265-5 [PubMed: 2602468]

For more information:1950477648nn@gmail.com