Вежбе на траци за трчање спречавају смањење просторног учења и памћења код 3×Тг-АД мишева кроз побољшање структурне синаптичке пластичности хипокампуса и префронталног кортекса, део 4

Бодље се сврставају у печурке ако је пречник главе већи од пречника врата [47]. Печурке су стабилније и опстају месецима.

Последњих година, поновљене промене животне средине и све већи притисак у животу учинили су да се све више људи осећа изгубљено, уморно, па чак и исцрпљено. У овој ситуацији, многи људи не могу а да не уздахну: Колико дуго можемо да преживимо у таквом живом стању?

Међутим, након многих студија показало се да не постоји директна корелација између преживљавања неколико месеци и памћења. Другим речима, тешкоће које смо доживели неће довести до опадања нашег памћења. Напротив, прави начин размишљања и позитиван став могу не само да ојачају наше памћење, већ нам и омогуће да се боље суочимо са будућим изазовима.

Пре свега, позитиван став је камен темељац очувања здравог памћења. Када имамо позитиван начин размишљања, наш мозак ће такође бити пун енергије. Бићемо фокусиранији и креативнији. Неколико студија је показало да позитивне емоције и начин размишљања могу чак побољшати проблеме са видом под екранима компјутера. Ако можемо да се посветимо животу и да напредујемо позитивно, наравно нећемо бити далеко од успеха.

Затим, умерена вежба нам такође може помоћи да одржимо добро памћење. Физичка активност може побољшати здравље тела и мозга. Физичке вежбе могу подстаћи метаболизам и потрошити вишак негативне енергије. Током физичке активности, наш мозак ће добити више кисеоника, што је корисно за наш мозак и такође може побољшати наше памћење.

Поред тога, учење нових ствари и одржавање радозналости такође нам могу помоћи да побољшамо здравље памћења. Учење и истраживање одржавају наше мождане ћелије активним и активним. Када истражујемо нова подручја, наш мозак ће бити изазован и виталност памћења ће бити побољшана.

Укратко, окружење и тешкоће у којима се налазимо неће повредити наше памћење. Напротив, одржавање позитивног става, умерено вежбање и учење нових ствари могу нам помоћи да ојачамо памћење. Ако имамо позитиван став и задржимо радозналост, верујем да можемо дуже да опстанемо у овом изазовном свету. Види се да треба побољшати своје памћење. Цистанцхе може значајно побољшати памћење јер Цистанцхе такође може да регулише равнотежу неуротрансмитера, као што је повећање нивоа ацетилхолина и фактора раста, који су веома важни за памћење и учење. Поред тога, Цистанцхе такође може побољшати проток крви и промовисати испоруку кисеоника, што може осигурати да мозак добије довољну исхрану и енергију, чиме се побољшава виталност и издржљивост мозга.

Кликните на суплементе да бисте побољшали памћење

Они се могу померити са танких бодљи дуготрајном потенцирањем (ЛТП) [56,58]. Двосмерни АНОВА је показао да генотип и вежба на траци за трчање нису имали значајне ефекте на печурке у хипокампусу (генотип: Ф1,31=6.2, п=0.019; вежба на траци за трчање: Ф1,{{10} }.4,п=0.245 генотип × интеракција на траци за трчање: Ф1,23=0.06, п=0.803;

За префронтални кортекс, двосмерна АНОВА је показала да су генотип и вежба на траци за трчање имали значајне главне ефекте на број печурака (генотип: Ф1,31=23.3,п < 0.001 вежба на траци за трчање: Ф1, 31=24.4, п < 0,001 Слика 6Г), али није било значајне интеракције између генотипа и вежбе на траци за трчање на број бодљи (генотип × интеракција вежбе на траци за трчање: Ф1,{{13); }}.1, п=0.723; Слика 6Г).

Тукеи-јеви постхоц тестови су показали да је број бодљи печурака значајно смањен у префронталном кортексу у контролној групи 3×Тг-АД у поређењу са контролном групом без Тг (п=0.001; Слика 6Г ), и вежбање на траци за трчање повећало је број кичма печурака у префронталном кортексу (п <0,001; Слика 6Г) код 3×Тг-АД мишева.

У међувремену, треадмиллекерцисе повећале су бодље печурке (п=0.003; Слика 6Г) префронталног кортекса иннон-Тг мишева. Кичме се сматрају густим ако су дужина и ширина једнаке [47].

Клупаве кичме се посматрају као незрео тип који преовлађује током раног постнаталног развоја и показује релативну оскудицу у зрелом мозгу [59]. Чврсте бодље могу да учествују у хомеостатској регулацији калцијума и контроли неуронске ексцитабилности [60].

Двосмерна АНОВА је показала да генотип и вежбе на траци за трчање нису имале значајне ефекте на здепаве кичме у хипокампусу (генотип: Ф1,31=5.8, п=0.023; вежба за трчање: Ф1,{{7} }.6, п=0.430, интеракција на траци за трчање: Ф1,31=0.01,п=0.810;

Међутим, двосмерна АНОВА је показала да су генотип и вежба на траци за трчање имали значајне главне ефекте на број чупавих бодљи (генотип: Ф1,31=31.1,п < 0.001; вежба на траци за трчање: Ф1,{ {7}}.4, п=0.001), а није било значајне интеракције између генотипа и вежбе на траци за трчање (интеракција генотип × вежбе на траци за трчање: Ф1,{{13}; }.4, п=0.522; Слика 6И) у префронталном кортексу.

Тукеи-јеви пост хоц тестови су показали да су густе бодље префронталног кортекса биле значајно смањене у контролној групи 3×Тг-АД у поређењу са контролном групом која није била Тг (п < 0.001; Слика 6И).

Вежбање на траци за трчање повећало је број избочених бодљи у префронталном кортексу (п=0.005; Слика 6И) код 3×Тг-АД мишева. У међувремену, вежбање на траци за трчање повећало је број шиљастих бодљи (п=0.042; Слика 6И) префронталног кортекса не-Тг мишева.

4. Дискусија

Овде смо показали да су шестомесечни 3 × Тг-АД мишеви показали оштећену просторну радну меморију, а предтретман вежбањем на траци за трчање спречио је пад просторне радне меморије код 3 × Тг-АД мишева.

Претходни третман вежбањем на траци за трчање је довео до повећања броја инсинапса, параметара синапсе, експресије Син, дужине аксона, дендритске сложености, броја дендритских бодљи и обнављања структурне синаптичке пластичности хипокампуса и префронталног кортекса код 3×Тг-АД мишева. У међувремену, предтретман вежбањем на траци за трчање побољшао је синаптичку пластичност повећањем броја синапси, дужине аксона, дендритске сложености и броја дендритских бодљи у хипокампузу и/или префронталном кортексу не-Тг мишева.

Наши налази сугеришу да вежбање може послужити као ефикасна интервенција у раној фази за одлагање напредовања АД. Открили смо да је проценат грешака радне меморије значајно повећан у контролној групи 3×Тг-АД у поређењу са контролном групом која није била Тг, али нема значајних ефеката на проценат грешака референтне меморије.

Краткорочно памћење и губитак синаптичке функције су почетни и најчешћи знакови оштећења памћења и когнитивног пада [35]. Како болест напредује, људи постепено доживљавају губитак дуготрајног памћења што доводи до проблема са мултитаскингом и апстрактним размишљањем. Дакле, ови резултати сугеришу да су шестомесечни мишеви 3 × Тг-АД још увек у раним фазама прогресије АД.

Штавише, 12 недеља претходног третмана вежбањем на траци за трчање довело је до значајног смањења процента грешака радне меморије 5. и 6. дана сесије аквизиције под тестом радијалног лавиринта са осам кракова.

Радијални лавиринт са осам кракова је једна од најчешћих парадигми за процену просторне радне меморије и просторне референтне меморије [61]. Просторна радна меморија се често користи као синоним за краткорочну меморију, али радна меморија омогућава манипулацију ускладиштеним информацијама, док се краткорочна меморија односи само на краткорочно складиштење информација [62].

Просторна референтна меморија се односи на дугорочна сећања која су потребна за памћење информација [63]. Штавише, претходне студије су показале да трчање на траци за трчање преокреће когнитивни пад код 3×ТгАД мишева у задатку Моррис воденог лавиринта, који тестира учење зависно од хипокампуса, укључујући стицање просторне меморије и дугорочне просторне меморије [64–66].

Заједно, шестомесечни мишеви 3×Тг-АД показали су смањену просторну радну меморију, а снажно смањење грешака радне меморије под тестом радијалног лавиринта са осам кракова указује на то да предтретмани вежбањем на траци за трчање спречавају пад просторног учења и памћења у раним фазама 3×Тг-АД мишеви.

Испитали смо потенцијалне механизме који би могли да подвуку смањење грешака радне меморије изазвано вежбањем на траци за трчање код шестомесечних 3 × Тг-АД мишева. Структурна синаптичка пластичност се манифестује као промене у броју и величини синапси, дужини синаптичке активне зоне, ширини синаптичке пукотине, синаптичкој кривини и дебљини постсинаптичке густине [67].

Верује се да структурна синаптичка пластичност унутар хипокампуса и префронталног кортекса чини ћелијску основу учења и памћења, што зависи од различитих пре- и постсинаптичких неуронских механизама [5,6]. Открили смо да су предтретмани вежбањем на траци за трчање довели до повећања броја синапси и у хипокампусу и у префронталном кортексу шестомесечних 3×Тг-АД мишева.

У међувремену, предтретмани вежбањем на траци за трчање повећали су број синапса и у хипокампусу и у префронталном кортексу код не-Тг мишева. Дужина синаптичке активне зоне одражава пресинаптичке неуронске механизме структурне синаптичке пластичности, док синаптичка кривина и дебљина постсинаптичке густине одражавају постсинаптичке неуронске механизме структурне синаптичке пластичности [68,69].

Синаптички расцеп је структура одговорна за пренос неуротрансмитера између пресинаптичких и постсинаптичких неурона, а оптимално скраћивање синаптичког расцепа може имати адаптивну функцију оптимизације синаптичке снаге [37,38].

Заиста, открили смо да предтретмани вежбањем на траци за трчање значајно повећавају дужину синаптичке активне зоне, синаптичку кривину и дебљину постсинаптичке густине, скраћујући ширину синаптичког расцепа у хипокампусу и префронталном кортексу шестомесечног 3× Тг-АД мишеви. Син је протеин маркер пресинаптичких везикула нервних ћелија [70], док је ПСД95 кључни протеин постсинаптичке скеле који модулира постсинаптички одговор на пресинаптичко ослобађање глутамата регулацијом сидрења глутаматних рецептора за ПСД [71].

Претходне студије су показале да су Син и ПСД95 били смањени у можданој кори код седмомесечних 3×Тг-АД мишева и да су опорављени шестомесечним добровољним вежбањем [72].

У складу са овом студијом [72], открили смо да вежбање на траци за трчање олакшава експресију Син у хипокампусу и префронталном кортексу шестомесечних 3×Тг-АД мишева.

Поремећај синаптичке функције изазван А и тау се такође манифестује као поремећена ЛТП/ЛТД индукција и осцилације мреже [37,73,74]. У међувремену, вежбање на траци за трчање смањује оптерећење АПП, БАЦЕ-1 и А у хипокампусу и кортексу код мишева АД модела [24,27].

Стога је вероватно да повећање броја синапси, синаптичке структуре и нивоа Син изазвано вежбањем доводи до побољшане ефикасности ослобађања неуротрансмитера и превенције пада просторне радне меморије три × Тг-АД мишева.

Аксони, дендрити и дендритичне бодље чине структурну основу синаптичке пластичности. Аксон је функционално специјализован за пренос сигнала, док су дендрити специјализовани за пријем сигнала [75,76]. Ин виво, снимање је указало на абнормалности аксона и дендритичне ломове око амилоидних плакова у 4–12--месечном двоструком трансгеном АПП/ПС1 мишјем моделу АД и 3×Тг-АД мишева [73,74].

Ин витро студије које су користиле А 1–42 и олигомерни А су откриле да је третман А од 60 сати резултирао дегенерацијом и аксона, неуронских сомата и динамике неуронске мреже [77,78]. Претходне студије су показале да је трчање на траци за трчање ублажило таложење А и ниво тау у хипокампусу и церебралном кортексу код 3×Тг-АД мишева и пацова храњених дијетом са високим садржајем масти [66,67,79].

Открили смо да су дужина аксона и дендритска сложеност хипокампуса и префронталкортекса значајно смањени у контролној групи 3×Тг-АД у поређењу са групом која није била Тгконтролна група.

Претходни третман вежбањем на траци за трчање повећао је дужину аксона и дендритичку сложеност у хипокампусу и префронталном кортексу код 3×Тг-АД мишева. Претходни третман вежбањем на траци за трчање вероватно одржава дужину аксона и дендритску сложеност у хипокампусу и префронталном кортексу код 3×Тг-АД мишева. У међувремену, предтретман вежбањем на траци за трчање повећао је дужину аксона и дендритичку сложеност у хипокампусу и префронталном кортексу код не-Тг мишева, што указује да вежбање изазива повећану површину како би се олакшала интеракција са другим неуронима и довела до побољшане структурне синаптичке пластичности код не-Тг спинес мишева. површина за могуће синаптичке везе.

Сматра се да су промене облика, величине и броја синаптичких бодљи у основи формирања памћења и примећене су код разних неуродегенеративних болести, укључујући АД и Паркинсонову болест [80–82]. Ин витро студије су откриле да третман 48-х са 0.5–1,0 µМ А 1–42 смањује густину дендритичне кичме/синапсе у културама хипокампуса до максимално ~40% [83].

Овде смо показали да је број укупних дендритских бодљи хипокампуса и префронталног кортекса значајно смањен у контролној групи 3×Тг-АД у поређењу са контролном групом која није Тг. Предтретман вежбањем на траци за трчање блокирао је смањење броја бодљи у хипокампусу и префронталном кортексу код 3×Тг-АД мишева.

Међутим, број бодљи хипокампуса и префронталног кортекса је значајно смањен у групи која је вежбала 3×Тг-АД у поређењу са контролном групом која није имала Тг, што сугерише да је 12 недеља претходног третмана вежбањем на траци делимично обновило губитак дендритичних кичма током шест месеци. стари 3×Тг-АД мишеви. С друге стране, вежбање на траци за трчање повећало је број бодљи хипокампуса и префронталног кортекса код не-Тг мишева. Претходне студије су показале да је динамика дендритских бодљи повезана са учењем и памћењем, а танке, печурке и здепасте бодље имају различите улоге у учењу и памћењу [56].

Танке бодље су динамичније од бодљи печурака, реагују на синаптичку активност и за њих се верује да су „бодље које уче“, одговорне за формирање нових сећања током процеса синаптичке пластичности, праћене повећањем главе [56,79]. Бодљи печурака формирају јаке синаптичке везе, имају најдужи животни век, па се стога сматра да су места за складиштење дуготрајне меморије [56,79].

Дебљи бодљи се посматрају као незрели тип који преовладава током раног постнаталног развоја и показује релативну оскудицу у зрелом мозгу [59]. Заиста, открили смо да су танке бодље (хипокампус и префронтални кортекс), печурке (префронтални кортекс) и здепасте бодље (префронталкортекс) значајно смањене у контролној групи 3 × Тг-АД у поређењу са групом која није била Тг.

Ова регионална разлика може бити последица временског тока депозиције А, која почиње у неокортексу и напредује до хипокампуса код 3×Тг-АД мишева [17].

Због тога су дендритичне бодље неокортекса теже оштећене. Предтретман вежбањем на траци за трчање блокирао је смањење броја танких бодљи, печурака и шиљастих бодљи у хипокампусу и префронталном кортексу код 3×Тг-АД мишева, док је вежбање на траци за трчање повећало танке бодље хипокампуса и префронталног кортекса, печурке бодљи. префронтални кортекс и здепасте бодље префронталног кортекса код неТг мишева.

Снажна позитивна корелација између дендритске густине кичме у хипокампузи и меморији је демонстрирана коришћењем парадигме условљавања страха, Моррисовог воденог лавиринта и процене понашања при постављању објеката [84].

Претходни третман вежбањем на траци за трчање вероватно потенцира синаптичке везе преко повећања дендритских бодљи. Такви механизми могу да објасне зашто предтретман вежбањем на траци за трчање спречава пад просторне радне меморије код 3×Тг-АД мишева. Сматра се да је интервенција вежбањем сигуран и економичан избор као терапијска или превентивна стратегија против неколико болести. Као таква, вежба може послужити као обећавајућа превентивна интервенција за измену прогресије АД.

Додатни материјали: Следеће пратеће информације могу се преузети на хттпс://ввв.мдпи.цом/артицле/10.3390/целлс11020244/с1, Слика С1: Вестерн блотови пуне дужине података о експресији Синанд ПСД95 приказаних на слици 4.
Доприноси аутора: Концептуализација, ЛМ, ЈЦ, К.-СЛ и ЛЗ; методологија, ЛМ, ЈЦ, БГ, ЛИ и ЦЛ; софтвер, ЛМ, ЈЦ, БГ, ЛИ и ЦЛ; валидација, ЛМ, ЈЦ, БГ, ЛИ и ЦЛ;формална анализа, ЛМ, ЈЦ, БГ, ЛИ и ЦЛ; истрага, ЛМ, ЈЦ, БГ, ЛИ и ЦЛ; ресурси, ЛМ, ЈЦ и БГ; курирање података, ЛМ, ЈЦ и БГ; писање - припрема оригиналног нацрта, ЛМ,ЈЦ, К.-СЛ и ЛЗ; писање-преглед и уређивање, ЛМ, ЈЦ, БГ, ЛИ, ЦЛ, К.-СЛ и ЛЗ; визуелизација, К.-СЛ и ЛЗ; надзор, К.-СЛ и ЛЗ; администрација пројекта, К.-СЛ и Л.З.; финансирање набавке, ЛЗ Сви аутори су прочитали и сагласни са објављеном верзијом рукописа.

Финансирање: Овај рад је подржала Национална фондација за природне науке Кине (31571229) за ЛЗ

Изјава институционалног одбора за ревизију: Одржавање и употреба животиња су били према протоколима које је одобрио Институционални комитет за негу и употребу животиња Пекиншког спортског универзитета.

Изјава о информисаној сагласности: Није применљиво.

Изјава о доступности података: Подаци представљени у овој студији доступни су на захтев аутора који одговарају.

Сукоб интереса: Аутори изјављују да нема сукоба интереса.

Референце

1. Бленнов, К.; де Леон, МЈ; Зеттерберг, Х. Алцхајмерова болест. Ланцет 2006, 368, 387–403. [ЦроссРеф]

2. Јахн, Х. Губитак памћења код Алцхајмерове болести. Диалогуес Цлин. Неуросци. 2013, 15, 445–454. [ЦроссРеф] [ПубМед]

3. Гленнер, ГГ; Вонг, ЦВ Алцхајмерова болест: Почетни извештај о пречишћавању и карактеризацији новог цереброваскуларног амилоидног протеина. Биоцхем. Биопхис. Рес. Цоммун. 1984, 120, 885–890. [ЦроссРеф]

4. Грундке-Икбал, И.; Икбал, К.; Тунг, ИЦ; Куинлан, М.; Висниевски, ХМ; Биндер, ЛИ Абнормална фосфорилација протеина тау (тау) повезаног са микротубулама у патологији Алцхајмеровог цитоскелета. Проц. Натл. Акад. Сци. УСА 1986, 83, 4913–4917. [ЦроссРеф][ПубМед]

5. Иоон, Т.; Окада, Ј.; Јунг, МВ; Ким, ЈЈ Префронтални кортекс и хипокампус служе различитим компонентама радне меморије код пацова. Научите. Мем. 2008, 15, 97–105. [ЦроссРеф]

6. Лароцхе, С.; Давис, С.; Јаи, ТМ Пластичност у синапсама хипокампуса до префронталног кортекса: Двоструке улоге у радној меморији и консолидацији. Хипокамп 2000, 10, 438–446. [ЦроссРеф]

7. Пуцо, Д.; Аргироуси, ЕК; Станисзевски, А.; Зханг, Х.; Цалцагно, Е.; Зуццарелло, Е.; Ацкуароне, Е.; Фа, М.; Ли Пума, ДД; Грасси,Ц.; ет ал. Тау није неопходан за амилоидна- -индукована синаптичка и меморијска оштећења. Ј. Цлин. Инвестиг. 2020, 130, 4831–4844.[ЦроссРеф]

8. Селкое, ДЈ Растворљиви олигомери амилоидног бета-протеина нарушавају синаптичку пластичност и понашање. Бехав. Браин Рес. 2008, 192,106–113. [ЦроссРеф] [ПубМед]

9. Сханкар, ГМ; Ли, С.; Мехта, ТХ; Гарциа-Муноз, А.; Схепардсон, НЕ; Смитх, И.; Бретт, ФМ; Фаррелл, МА; Рован, МЈ; Лемере, ЦА; ет ал. Димери амилоид-бета протеина изоловани директно из Алцхајмеровог мозга нарушавају синаптичку пластичност и памћење. Нат.Мед. 2008, 14, 837–842. [ЦроссРеф]

10. Лаурен, Ј.; Гимбел, ДА; Нигаард, ХБ; Гилберт, ЈВ; Стриттматтер, СМ Ћелијски прионски протеин посредује у смањењу синаптичке пластичности од стране амилоид-бета олигомера. Природа 2009, 457, 1128–1132. [ЦроссРеф]

11. Лиу, КСЈ; Иуан, Л.; Ианг, Д.; Хан, ВН; Ли, КС; Ианг, В.; Лиу, КС; Ки, ЈС Мелатонин штити од оштећења хипокампалног ЛТП-а и просторног учења код пацова изазваних амилоид-бета. Синапсе 2013, 67, 626–636. [ЦроссРеф] [ПубМед]

12. Аројо-Гарсија, ЛЕ; Исла, АГ; Андраде-Талавера, И.; Балеза-Тапиа, Х.; Лоера-Валенсија, Р.; Алварез-Хименез, Л.; Пиззируссо,Г.; Тамбаро, С.; Нилссон, П.; Фисан, А. Поремећај спике-гама спреге интернеурона са брзим шиљцима у области ЦА3 као најраније функционално оштећење у Апп(НЛ-ГФ) мишјем моделу Алцхајмерове болести. Мол. Психијатрија 2021. [ЦроссРеф]

For more information:1950477648nn@gmail.com