Vhodná úroveň cvičení zmírňuje střevní dysbiózu a zvýšení kyseliny valerové pro zlepšení neuroplasticity a kognitivních funkcí po operaci u myší, část 2

Kritická role kyseliny valerové, signalizace C3 a neurotrofického faktoru odvozeného z gliových buněk (GDNF) při zprostředkování účinků cvičení s nízkou intenzitou na POCD prostřednictvím střevní mikroflóry u dospělých myší.

Gliové buňky jsou nejběžnější neneuronální buňky v mozku a hrají důležité fyziologické a patologické role v nervovém systému. Výzkum v posledních letech ukázal, že gliové buňky mohou ovlivnit vývoj a udržení paměti a kognitivních funkcí, což jsou poznatky, které mohou otevřít cestu k novým přístupům k léčbě neurologické dysfunkce.

Gliové buňky lze rozdělit na různé typy, včetně oligodendrocytů, astrocytů, subependymálních gliových buněk atd. Tyto buňky hrají v neuronech celou řadu důležitých funkcí, jako je účast na nervovém vedení, udržování stability nervového prostředí a regulace neuronální membrány. potenciál. Tyto funkce umožňují gliovým buňkám ovlivňovat fyziologické a patologické procesy v mozku, a tím ovlivňovat kognitivní schopnosti.

Výzkum ukazuje, že gliové buňky ovlivňují vývoj a udržování paměti různými způsoby. Například astrocyty se mohou podílet na synaptické plasticitě, ovlivňovat spojení a signalizaci mezi neurony. Subependymální gliové buňky mohou vylučovat různé neurotrofické faktory, které podporují růst a vývoj neuronů.

Kromě toho mohou gliové buňky také produkovat různé neuromodulační látky, jako je glutamát, ATP atd., které mohou přímo nebo nepřímo ovlivňovat stav aktivity neuronů, a tak ovlivňovat paměť a kognitivní funkce.

Výzkum také zjistil, že gliové buňky hrají důležitou roli také u některých neurologických onemocnění. Například počet a funkce gliových buněk jsou ovlivněny u pacientů s Alzheimerovou chorobou, což může vést k smrti neuronů a kognitivnímu poklesu. Studium funkce a role gliových buněk má proto velkou hodnotu pro léčbu neurologických onemocnění.

Stručně řečeno, gliové buňky hrají důležité fyziologické a patologické role v mozku a mohou ovlivňovat vývoj a udržování paměti a kognitivních funkcí. Tyto studie poskytují základ pro nové metody léčby neurologické dysfunkce a nové nápady pro hlubší pochopení mechanismu fungování mozku. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola má antioxidační, protizánětlivé a anti-aging účinky, které mohou pomoci snížit oxidační a zánětlivé reakce v mozku, a tím chránit zdraví nervového systému. Kromě toho může Cistanche deserticola také podporovat růst a opravu nervových buněk, čímž zlepšuje konektivitu a funkci neuronových sítí. Tyto účinky mohou pomoci zlepšit paměť, rychlost učení a myšlení a mohou také zabránit rozvoji kognitivní dysfunkce a neurodegenerativních onemocnění.

Klikněte na vědět doplňky pro zlepšení paměti

Aby bylo možné identifikovat možné mediátory účinků střevní mikroflóry na učení a paměť po operaci a určit, zda střevní mikroflóra zprostředkovává účinky cvičení na neurozánětlivé reakce vyvolané chirurgickým zákrokem a zhoršenou dendritickou arborizaci, byly měřeny mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA) v krvi. SCFA jsou produkty střevní mikroflóry.

Kyselina valerová byla jedinou SCFA, jejíž koncentrace v krvi byly u myší se cvičením před operací sníženy (obr. 6A). Kyselina valerová byla chirurgicky zvýšena a toto zvýšení bylo zmírněno cvičením u myší po operaci (obr. 6B). Kromě kyseliny valerové cvičte u chirurgických myší snížení kyseliny propionové, máselné a hexanové a zvýšené množství kyseliny octové, izomáselné a kyseliny izovalerové.

Zvýšení kyseliny valerové v krvi bylo pozitivně spojeno s laktobacilem a anaerotrunkem a bylo negativně spojeno s Alistipes, když byly výsledky kontrolních a zátěžových myší analyzovány společně (obr. 6E). V souladu s touto korelací a jak je popsáno výše, cvičení snížilo laktobacily a zvýšilo Alistipes (doplňkový obrázek S1d).

Je zajímavé, že bakterie, které byly spojeny se sníženou kyselinou valerovou ve stolici (obr. 6F), nezahrnovaly bakterii, která byla spojena se sníženou kyselinou valerovou v krvi, což naznačuje další mechanismy pro regulaci absorpce kyseliny valerové ve střevě do krve nebo metabolismu kyselina valerová ve výkalech během transportu výkalů do konečníku. Myši transplantované výkaly od cvičených myší měly nižší hladinu kyseliny valerové než myši transplantované výkaly od kontrolních myší (doplňkový obrázek S7a).

V dalším souboru experimentů jsme reprodukovali zjištění, že cvičení redukovalo kyselinu valerovou, kyselinu máselnou a kyselinu hexanovou u myší s chirurgickým zákrokem. Intraperitoneální injekce kyseliny valerové zmírnila toto snížení způsobené cvičením (doplňkový obrázek S7b). Je zajímavé, že cvičení nezměnilo koncentrace SCFA ve stolici (doplňkový obrázek S7c). SCFA ve výkalech myší transplantovaných výkaly z cvičených myší se nelišily od těch myší transplantovaných výkaly z kontrolních myší (doplňkový obrázek S7d). 

Tyto výsledky podporují myšlenku, že měření fekálních SCFA nemusí být užitečné k vyjádření koncentrací SCFA v krvi. Rozhodli jsme se prostudovat potenciální roli kyseliny valerové podílející se na účincích cvičení, protože její koncentrace byla snížena cvičením za výchozích podmínek nebo po operaci. výše popsaná zjištění, myším s chirurgickým zákrokem trvalo déle než kontrolním myším identifikovat cílový box v Barnesmaze testu a tento účinek byl zmírněn cvičením. Intraperitoneální injekce kyseliny valerové zvrátila účinky cvičení (obr. 7A, B).

Podobně cvičení blokovalo poškození chirurgických myší v novém testu rozpoznávání objektů a tato ochrana cvičení byla zrušena intraperitoneální injekcí kyseliny valerové (obr. 7C). Intracerebroventrikulární injekce kyseliny valerové v dávce 1/50 intraperitoneální injekce však neovlivnila výkon myší v Barnesově bludišti a nových testech rozpoznávání objektů (doplňkový obrázek S8).

Dohromady tyto výsledky naznačují, že snížení hladiny kyseliny valerové v krvi může být mechanismem pro cvičením navozenou ochranu proti poškození učení a paměti po operaci. V souladu s výsledky učení a paměti měly myši transplantované výkaly od cvičených myší snížené C3ar1, C3,Iba{{4 }}, IL-1 a IL-6 v hipokampu ve srovnání s myšmi s transplantovanými výkaly z kontrolních myší po operaci (doplňkový obrázek S9a, b, d, f, h).

Cvičení snížilo C3, C3ar, Iba-1 a IL-6 v hipokampu a toto snížení bylo blokováno intraperitoneální injekcí kyseliny valerové u myší s chirurgickým zákrokem (obr. 3G a doplňkový obr. S9a, c, e , g, i). Tyto výsledky naznačují, že snížení hladiny kyseliny valerové v krvi může být mechanismem pro ochranu vyvolanou cvičením proti imunitním a neurozánětlivým reakcím v mozku po operaci.

Aby se určilo, zda signalizace C3 hrála roli při poruchách učení a paměti po operaci, myši dostaly intracerebroventrikulární injekci antagonisty nebo agonisty C3ar. Chirurgické myši dostaly SB290157, antagonistu C3ar [25], zabralo to méně času než chirurgickým myším, které dostaly injekci rozpouštědla k identifikaci cílového boxu v Barnesově bludišti. C3ar agonista prodloužil čas pro chirurgické myši cvičením k identifikaci cílového boxu (obr. 7D, E). SB290157 také zlepšil výkon chirurgických myší v novém testu rozpoznávání objektů. C3ar agonista zhoršil výkon cvičených myší s chirurgickým zákrokem v novém testu rozpoznávání objektů (obr. 7F).

Tyto výsledky naznačují roli C3 signalizace ve vývoji POCD. Myši transplantované výkaly od cvičených myší po operaci měly více nově vytvořených mozkových buněk, průniky mezi dendritickými větvemi a hustotu páteře než myši transplantované výkaly od kontrolních myší (doplňkový obrázek S10a, b, d, f). Cvičení zeslabilo pokles nově generovaných mozkových buněk, průniky mezi dendritickými větvemi a hustotu páteře v hippocampu a tento útlum byl blokován intraperitoneální injekcí kyseliny valerové u myší s chirurgickým zákrokem (doplňkový obrázek S10a, c, e, g). Operace navíc snížila expresi postsynaptického proteinu 95 (PSD95) a synapsinu-1, dvousynaptických proteinů.

Tento pokles byl zmírněn cvičením. Myši transplantované výkaly od cvičených myší po operaci zvýšily PSD95 a synapsin-1 ve srovnání s myšmi transplantovanými výkaly od kontrolních myší (doplňkový obrázek S11). Společně tyto výsledky naznačují, že snížení hladiny kyseliny valerové v krvi prostřednictvím změny střevní mikroflóry může být mechanismem k ochraně vyvolané cvičením proti snížení geneze mozkových buněk a dendritické arborizaci po operaci. Naše předchozí studie ukázaly, že snížení GDNF hraje důležitou roli u POCD [6, 26].

V souladu s naším předchozím zjištěním [6, 26] chirurgie snížila GDNF v hippocampu. Cvičení tento pokles zablokovalo (obr. 8A). Operace snížila GDNF v hipokampu myší s transplantovanými výkaly od kontrolních myší (obr. 8B). Myši s transplantovanými výkaly z cvičených myší měly vyšší koncentrace GDNF v hippocampu než myši, kterým byly po operaci transplantovány výkaly od kontrolních myší (obr. 8C).

Intraperitoneální injekce kyseliny valerové snížila hladiny GDNF v hipokampu cvičených myší po operaci (obr. 8D). Tato injekce zvýšila množství kyseliny valerové a C3 v mozku (obr. 8E, F). Tyto výsledky spolu s našimi předchozími zjištěními, že GDNF hraje roli ve vývoji POCD [6, 26], naznačují, že GDNF může být molekulou za změnou střevní mikroflóry pro účinky cvičení k regulaci rozvoje POCD.

Na podporu této myšlenky GDNF, ale nikoli tepelně inaktivovaný GDNF, snížil po operaci hladiny C3, IL-6 a IL{3}} v hipokampu (obr. 8G–I), což naznačuje, že GDNF zeslabuje chirurgicky indukovanou imunitu a zánětlivé odpovědi, které jsou považovány za důležité pro rozvoj POCD [6, 7].

Střevní mikroflóra a kyselina valerová hrály důležitou roli cvičením indukovaný útlum neurozánětu a zhoršení učení, paměti, tvorby mozkových buněk a dendritické arborizace po operaci u starých myší

Vzhledem k tomu, že věk je rizikovým faktorem pro POCD [1, 2, 5], zjišťovali jsme, zda tyto mechanismy, které byly identifikovány u mladých dospělých myší, operovaly u starých myší pro POCD. Devatenáctiměsíční myši s chirurgickým zákrokem trvaly déle než kontrolním myším, než identifikovaly cílovou krabici v Barnesově testu v bludišti. Toto zvýšení bylo zmírněno cvičením (obr. 9A, B). Podobně operace zhoršila výkon starých myší v novém testu rozpoznávání objektů a toto zhoršení bylo zmírněno cvičením (obr. 9C, D).

Chirurgické myši s transplantovanými výkaly od cvičených myší si vedly lépe než chirurgické myši s transplantovanými výkaly od kontrolních myší v Barnesově bludišti a nových testech rozpoznávání objektů (obr. 9E–G). Také intraperitoneální injekce kyseliny valerové zhoršila výkon chirurgických myší se cvičením v Barnesově bludišti a novými testy rozpoznávání objektů (obr. 9H–J). Tyto výsledky naznačují, že cvičení snižuje vývoj POCD prostřednictvím změny střevní mikroflóry a že kyselina valeriková může být mediátorem tohoto účinku u starých myší. Cvičení zvýšilo diverzitu mezi vzorky starých myší (obr. 10A, B).

Chirurgie snížila diverzitu střevní mikroflóry u starých kontrolních myší a tento pokles byl zmírněn cvičením (obr. 10C–H). Střevní mikroflóra cvičených myší nebo chirurgických myší s transplantovanými výkaly od cvičených myší měla hojné množství Bacteroidetes a Bacteroidales, zatímco střevní mikroflóra kontrolních myší nebo chirurgických myší transplantovaných výkaly od kontrolních myší obsahovala velké množství Clostridiales, Clostridia a Firmicutes (doplňkové obrázky. S12).

Tyto výsledky naznačují, že cvičení zvyšuje diverzitu střevní mikroflóry a stabilizuje střevní mikroflóru chirurgických myší. Přestože cvičení nezměnilo kyselinu valerovou před operací, cvičení snížilo kyselinu valerovou u chirurgických myší (obr. 6C, E). Podobně jako u mladých dospělých myší chirurgie snížila GDNF v hippocampu. Toto snížení bylo zmírněno cvičením (obr. 11A). Chirurgie zvýšila expresi C3, C3ar, Iba-1,IL-1 a IL-6. Tato zvýšení byla zmírněna cvičením (obr. 11B–E). Operace navíc snížila tvorbu mozkových buněk a hustotu páteře a cvičení rezervovalo generování mozkových buněk a hustotu páteře u chirurgických myší (obr. 11F–I). Nakonec operace snížila expresi PSD95 a synapsinu-1.

Cvičení tento pokles zablokovalo (doplňkový obr. S13). Tyto výsledky naznačují, že patologické procesy podobné těm u mladých dospělých myší se vyskytují u starých myší po operaci a že tyto procesy včetně neurozánětu, snížení exprese růstového faktoru a poškození dendritické arborizace mohou být také inhibovány cvičením.

DISKUSE

Naše výsledky naznačují, že cvičení s nízkou intenzitou zmírňuje chirurgicky indukované poškození učení a paměti, jak bylo hodnoceno Barnesmaze a novými testy rozpoznávání objektů. Tyto příznivé účinky se objevily jak u mladých dospělých, tak u starých myší. Schopnost fyzické aktivity byla spojena s lepším zachováním duševního stavu po operaci u lidí [18]. Účinky cvičení na POCD v obecné populaci nebyly hlášeny.

Je zajímavé, že naše výsledky ukázaly, že cvičení střední a vysoké intenzity nechrání myši před poškozením učení a paměti po operaci, což naznačuje, že ochranná je pouze vhodná úroveň cvičení. V souladu s těmito funkčními údaji tato úroveň cvičení zmírnila neurozánětlivé reakce na operaci. Neuroinflamace je považována za kritický patologický proces pro POCD [6, 7].

Cvičení navíc zeslabilo chirurgicky navozený pokles geneze mozkových buněk a dendritikarborizace, strukturálních základů pro učení a paměť [14, 22]. Předchozí studie naznačovaly souvislost mezi dysfunkcí učení a paměti a dysbiózou střev po operaci [11–13]. Naše studie ukázaly, že myši s transplantovanými výkaly od cvičených myší měly lepší výkon v Barnesově bludišti a testech rozpoznávání nových objektů než myši s transplantovanými výkaly od kontrolních myší po operaci. Transplantace výkalů z kontrolních myší nebo myší s chirurgickým zákrokem vytvořila jejich odpovídající gutmikrobiotu u kontrolních myší.

U příjemců výkalů od chirurgických myší, ale nikoli u těch, kteří dostávali transplantaci výkalů od kontrolních myší, se vyvinula dysfunkce učení a paměti ve srovnání s kontrolními myšmi bez fekální transplantace. Myši, kterým byly transplantovány výkaly od cvičených myší, měly snížené neurozánětlivé reakce a zvýšenou genezi mozkových buněk a dendritikarborizaci. Kromě toho chirurgie snížila střevní mikrobiotadiverzitu a cvičení stabilizovalo střevní mikroflóru po operaci. Tyto výsledky poskytují přímý důkaz, že změny střevní mikroflóry po operaci mohou přispívat k dysfunkci učení a paměti po operaci a že cvičení může působit na střevní mikroflóru ke snížení neurozánětlivých reakcí a k zachování učení. paměť, geneze mozkových buněk a dendritikarborizace.

Střevní mikrobiota produkuje SCFA, které mohou ovlivnit různé mozkové funkce včetně učení a paměti [27, 28]. Předchozí studie však často zvažují použití několika SCFA jako skupiny účinků [29–31]. Naše výsledky naznačují příspěvek snížení kyseliny valerové k účinkům cvičení, protože cvičení snížilo kyselinu valerovou v krvi za výchozích podmínek a po operaci. Kyselina valerová byla snížena v krvi myší transplantovaných výkaly cvičených myší. Ačkoli cvičení změnilo koncentrace jiných SCFA, jako je kyselina propionová, u mladých dospělých myší po operaci byla kyselina valerová jediným SCFA, jehož koncentrace v krvi byla snížena cvičením u starých myší po operaci.

Intraperitoneální injekce kyseliny valerové na podporu role kyseliny valerové v účincích cvičení zhoršila učení a paměť mladých dospělých a starých myší při cvičení a operaci. Kyselina valerová také zvýšila zánětlivé reakce a narušila genezi mozkových buněk a dendritickou arborizaci. Tyto výsledky společně naznačují škodlivý účinek kyseliny valericové na mozek. Kyselina valerová injikovaná intracerebroventrikulárně v dávce 1/50 injikované intraperitoneálně však nezhoršila učení a paměť. Tato dávka byla vybrána, protože mozek představuje asi 2 % celkové tělesné hmotnosti.

Selhání indukce učení a zhoršení paměti tímto přístupem lze očekávat, protože kyselina valerová může procházet hematoencefalickou bariérou [27, 32]. V souladu s touto myšlenkou byla v naší studii detekována kyselina valerová v mozkových tkáních a intraperitoneální injekce kyseliny valerové zvýšila kyselinu valerovou v mozku. Malé množství kyseliny valerové vstříknuté do mozku tedy může procházet hematoencefalickou bariérou, aby bylo redistribuováno do jiných tkání a orgánů, což snižuje koncentrace kyseliny valerové v mozku.

Další vysoké dávky kyseliny valerové injikované do mozku nebyly provedeny, protože se nezdá, že by tento přístup poskytl jasný důkaz o tom, zda kyselina valerová působí přímo na mozek, aby měla své účinky na mozek. Je třeba poznamenat, že intraperitoneální injekce kyseliny valerové nezvýšila kyselinu valericovou v krvi myší při cvičení a operaci. Tento výsledek lze očekávat, protože krev byla odebrána 7 dní po poslední injekci kyseliny valerové (7 dní po operaci). Množství kyseliny valerové v mozkové kůře se však zvýšilo 24 hodin po poslední intraperitoneální injekci kyseliny valerové, což naznačuje, že tyto injekce zvyšují kyselinu valerovou v tkáních a orgánech.

Není také neobvyklé, že předchozí studie měří SCFA ve stolici při zkoumání jejich účinků na různé orgány [33, 34]. Naše výsledky ukázaly, že koncentrace SCFA ve stolici byly mnohem vyšší než koncentrace v krvi, což je v souladu s předchozím zjištěním, že pouze malá část SCFA ve stolici se může dostat do oběhu díky regulaci gutabsorpce a metabolismu jater [28]. Naše studie navíc ukázala, že operace a cvičení změnily koncentrace různých SCFA v krvi, ale neměnily SCFA ve stolici.

Proto je důležité měřit krevní SCFA při zkoumání jejich role v různých orgánech. O tom, jak SCFA ovlivňují buněčnou aktivitu a funkci, jsou známy poměrně omezené informace. Nedávné studie naznačují, že SCFA působí na svých receptorech nebo cílových proteinech k aktivaci intracelulárních signálních drah, jako je nukleární faktor κB, k regulaci imunitních a zánětlivých reakcí. SCFA mohou také indukovat epigenetickou regulaci genové exprese včetně exprese růstových faktorů [27, 28]. Naše výsledky naznačují, že tyto následné události mohou přispívat k účinkům cvičení a kyseliny valerové na učení a paměť po operaci. Cvičením utlumený neurozánět vyvolaný operací a snížení GDNF.

Kyselina valerová tyto účinky cvičení blokovala. V předchozích studiích jsme ukázali, že GDNF může hrát roli v POCD, protože chirurgický zákrok snižuje GDNF a že intracerebroventrikulární injekce GDNF zmírňuje dysfunkci učení a paměti u hlodavců chirurgickým zákrokem [6, 26]. V souladu s touto úlohou GDNF a znalostí, že neurozánět je pro POCD kritický [6, 7], jsme v této studii ukázali, že GDNF snižuje neurozánět po operaci. Důležitou molekulou za kyselinou valerovou, která indukuje účinek na učení a paměť, může být signalizace C3. Operace zvýšila C3 a C3ar. Cvičení tento nárůst zmírnilo. Intraperitoneální kyselina valerová blokovala účinky cvičení na expresi C3ar a C3.

Intraperitoneální kyselina valerová zvýšila C3 v mozcích kontrolních myší. Ještě důležitější je, že antagonista C3, SB290157 [25], blokoval chirurgicky indukované učení a dysfunkci paměti. C3 agonista zhoršil učení a paměť myší cvičením a chirurgickým zákrokem. Tyto výsledky naznačují, že signalizace C3 je důležitá pro dysfunkci učení a paměti po operaci. V souladu s našimi zjištěními právě publikovaná studie ukázala, že staré myši měly zvýšené C3 v hipokampu po exploratorní laparotomii a že compstatin, inhibitor C3, utlumil po operaci poruchu učení a paměti [35]. Compstatin je peptidový inhibitor a jeho permeabilita hematoencefalickou bariérou není známa [24]. Compstatin byl v předchozí studii podáván systémově [35].

Není jasné, zda účinky příznivých účinků na mozek a střevní mikroflóru ovlivňují mozek. Naše výsledky zejména naznačují, že cvičení udržuje astrocyty ve fenotypové formě A2, protože snižuje C3 a zvyšuje expresi GDNF, což je možný buněčný mechanismus pro příznivé účinky cvičení. Shromáždili jsme výkaly od 7 až 10 dárců, abychom připravili fekální roztoky pro transplantaci, jak bylo popsáno dříve [36 ]. Tato metoda nezachycuje dobře účinky individuálních rozdílů v gutmikrobiotě [37], ale všem příjemcům poskytne vynikající reprezentaci gutmikrobioty konkrétního stavu. V tomto přístupu musí být zachována individuální odchylka v odpovědi příjemce. 

Tato metoda navíc nevyžaduje libovolné shody mezi příjemci a dárci. Fekální roztok byl příjemcům aplikován žaludeční sondou a klystýrem. Tento způsob aplikace rychle a efektivně zavedl transplantovanou střevní mikroflóru u příjemců v naší předběžné studii, možná proto, že mikrobiota aplikovaná klystýrem nebude ovlivněna kyselým roztokem a roztokem obsahujícím různé enzymy nebo chemikálie v horní části gastrointestinálního traktu.

Naše studie ukázaly, že cvičení před operací utlumilo u myší po operaci poruchy učení a paměti. Cvičení však neovlivnilo učení a paměť kontrolních myší. Bylo prokázáno, že cvičení zlepšuje učení a paměť zvířat modelovaných pro různé nemoci [38, 39]. Účinky cvičení na kontrolní zvířata však nejsou konzistentní: byly hlášeny jak příznivé, tak žádné účinky na učení a paměť [40–42].

Konkrétně byly identifikovány čtyři studie, které používaly Barnesovo bludiště a/nebo nové testy rozpoznávání objektů k posouzení učení a paměti u kontrolních myší s cvičením nebo bez něj. Jedna studie ukázala, že dospělí kontrolní potkani s jednou epizodou cvičení, která měla 60–70 % maximální nepřímé spotřeby kyslíku po dobu 30 minut bezprostředně po tréninku nového testu rozpoznávání objektů měli lepší paměťový výkon hodnocený 7 dní, ale ne 1 den nebo 14 dní po tréninku [43]. Druhá studie ukázala, že dobrovolné cvičení po dobu 4 týdnů neovlivnilo učení a paměť hodnocené Barnes Maze a novými testy rozpoznávání objektů u kontrolních potkanů ​​[44].

Dvě další studie měly údaje, že cvičení v plavání zlepšilo paměť starých potkanů ​​hodnocených novými testy rozpoznávání objektů [45, 46]. Možným vysvětlením této nekonzistence je, že vyžaduje vhodné úrovně cvičení, aby se dosáhlo příznivých účinků na kontrolu myší, jako v případě uvedeném v této studii k prevenci dysfunkce učení a paměti vyvolané chirurgickým zákrokem.

Tato úroveň cvičení nebyla konkrétně hledána, protože určování, zda cvičení zlepšuje učení a paměť u kontrolních myší, není předmětem této studie. Naše zjištění mohou mít významné klinické důsledky. Za prvé, studie poskytla důkazy, které naznačují, že vhodné úrovně cvičení jsou prospěšné. Nemusí být těžké pochopit, že nadměrné vyčerpání nemusí být dobré pro zdraví. Vzhledem k tomu, že každý jedinec má jinou cvičební kapacitu, je moudré určit maximální cvičební kapacitu jednotlivce a mít individuální cvičební protokol, jak jsme to udělali v této studii.

Tato metoda se použije v klinických situacích, pokud se prokazují příznivé účinky cvičení u lidí. Za druhé, naše zjištění navrhla řadu potenciálních intervencí pro snížení POCD, jako je fekální transplantace a antagonizace signalizace C3. Za třetí, naše studie naznačuje zhoubnou roli kyseliny valerové. Ačkoli neexistuje žádný antagonista kyseliny valerové, mohou být vyvinuti tito antagonisté nebo metody ke snížení koncentrací kyseliny valerové v krvi. Naše studie má omezení. Naše studie naznačuje možné škodlivé účinky kyseliny valerové na mozek.

Nestanovili jsme však podrobné mechanismy pro kyselinu valerovou k indukci těchto účinků, kromě poskytnutí důkazů, které by naznačovaly, že aktivace signalizace C3 může být následnou událostí. Zaměřili jsme se také na zkoumání mechanismů pro příznivé účinky cvičení s nízkou intenzitou, ale nezjistili jsme, proč cvičení s vyšší intenzitou postrádají příznivé účinky na učení a paměťovou dysfunkci vyvolanou operací. Určení mechanismů tohoto selhání může poskytnout vhled do fyziologie a patofyziologie cvičení a identifikovat možné cíle, které je třeba eliminovat, aby cvičení s vyšší intenzitou byla ochranná. Zdá se však, že potřeba tohoto určení není vysoká, protože cvičení s nízkou intenzitou je ochranné a snadno dosažitelné.

Stručně řečeno, naše studie naznačuje, že cvičení s nízkou intenzitou může po operaci stabilizovat střevní mikroflóru. Tento účinek snižuje kyselinu valerikovou v krvi, která pak udržuje produkci růstových faktorů, jako je GDNF, a inhibuje neurozánět (obr. 12). Transplantace zdravé střevní mikroflóry a antagonizace signalizace C3 mohou být potenciálními zásahy ke snížení dysfunkce učení a paměti po operaci.

For more information:1950477648nn@gmail.com