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抗重力肌肉的活動量將影響大腦神經幹細胞

2018/06/05/編輯部

神經幹細胞

神經幹細胞 (圖片來源:網路)

運動的好處很多,包括增強心肺功能,促進血液循環等,而現代人運動的目的更是希望消耗過多的熱量,來幫助減肥達到完美的體態,這些都是運動帶來的附加價值,然而面對具有運動限制的人來說,他的影響可不只是這些,他有可能會影響了整個神經系統。

 根據《Frontiers in Neuroscience》期刊,最新發表的文章中提到,嚴重的運動限制,不僅會影響肌肉運動與代謝系統,還會改變神經生成(neurogemesis)和運動神經元(motoneurons)與肌肉細胞之間的相互作用。

幾種神經系統疾病與運動損傷,例如,脊隨損傷,多發性硬化,脊隨性肌肉萎縮等,都是影響抗重力肌肉的疾病。同樣,長期臥病在床與執行太空任務的航員來說,因為抗重力的肌肉活動減少,而導致身體器官功能性改變。

關於肌肉細胞長時間失用,在過去比較著重於身體器官的變化,對於神經幹細胞(NSCs)分化的特徵影響,相關研究並不多。因此,本篇作者利用小鼠模型來做驗證。

小鼠後肢卸載裝置

小鼠後肢卸載裝置 資料來源: 網路

為了重現人類下肢失用的狀態,將老鼠後肢懸吊起來(後肢卸載,hindlimb unloading,HU)作為模型,在經過14天的行為測試,發現HU組的小鼠與對照組的健康狀況,沒有太大的差異。

但在成年神經形成的主要在幾個區域,包含,側腦室腦下區(SVZ)、海馬體齒狀回的亞顆粒區和脊隨,這些可以透過細胞週期的變化與螢光染色來評估增殖的能力。

A:為對照組B:為HU組C:為ki67數據化 (Ki67表現綠螢光) 資料來源:Frontiers in Neuroscience

A:為對照組B:為HU組C:為ki67數據化 (Ki67表現綠螢光) 資料來源:Frontiers in Neuroscience

研究人員將主要的目標鎖定在側腦室腦下區(SVZ),以Ki67的螢光染色結果發現,HU組與對照組小鼠,細胞增殖少了70%,細胞增殖的差異與細胞週期的結果一致,細胞停留於休止期(G0/G1)的比例增加,且在細胞分裂的S期中有些微的下降。

除此之外,NSCs的分化與成熟的能力也變弱,在調控細胞週期的基因表現也出現變化;最後研究人員也發現,HU組別的小鼠代謝能力也下降。

這個研究也說明了,我們的腿部活動不僅僅是被大腦與神經支配的運動行為,反過來說它也相輔相成的影響大腦的神經幹細胞,這些結果提供了科學家,更了解神經幹細胞在再生醫學的角色,適當的運動或許能保護我們的神經。

 

資料來源: Reduction of Movement in Neurological Diseases: Effects on Neural Stem Cells Characteristics

不論人生看起來多麼困難,總有你可以做及取得成功的事《史蒂芬 霍金》。

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