Vliv fyzického cvičení na kognitivní poruchy u neurodegenerativního onemocnění: od patofyziologie ke klinickým a rehabilitačním aspektům 3. část

2.4. Vliv fyzického cvičení na hormonální aktivitu

V posledních letech se také prokázalo, že PE z hormonálního hlediska zpomaluje rozvoj neurodegenerativních onemocnění.

V moderní společnosti stále více lidí věnuje pozornost důležitosti zdraví. Mezi nimi je stejně důležité fyzické i duševní zdraví. A PE (fyzické cvičení) je velmi účinný způsob, jak si udržet a zlepšit fyzické zdraví. Pokud jde o paměť, PE má také dobrý dopad.

Po výzkumu může PE lidem zlepšit kardiopulmonální funkce a rychlost metabolismu, imunitu, sílu kostí atd. Ty jsou velmi prospěšné pro zdraví lidského těla. A tyto výhody mohou mít pozitivní dopad na tělo člověka za tři až pět let nebo dokonce celý život.

PE může také zlepšit duševní stav lidí, což je prospěšné pro zlepšení paměti lidí. Cvičení může například snížit stres a napětí lidí a učinit je uvolněnějšími; cvičení může podpořit krevní oběh v mozku, a tím zlepšit myšlení a paměťové schopnosti lidí. Zlepšení paměti může také dále zvýšit sebevědomí a nadšení lidí.

Kromě toho může tělesná výchova také zlepšit sociální dovednosti lidí, a tím pomoci lidem lépe komunikovat s ostatními. To přispívá ke zlepšení sociálních dovedností a pozitivních postojů lidí a podporuje komunikaci a vzájemnou podporu mezi lidmi.

PE je zkrátka velmi důležitý způsob, jak si udržet dobré zdraví. Pokud jde o paměť, PE může mít také dobrý dopad. Proto bychom měli věnovat velkou pozornost cvičení PE, abychom neustále zlepšovali naše fyzické a duševní zdraví. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola dokáže výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola dokáže regulovat i rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů. Tyto látky jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může Cistanche deserticola také zlepšit průtok krve a podporovat dodávku kyslíku, což může zajistit, že mozek dostává dostatek živin a energie, a tím zlepšuje mozkovou vitalitu a vytrvalost.

Klikněte na vědět doplňky pro posílení paměti

Jedna z hlavních funkcí hipokampu spočívá v inhibici a adaptivní kontrole osy hypotalamus–hypofýza–nadledviny (HPA) jako stresové odpovědi [48]. Fyziologicky hippocampus obsahuje mnoho steroidních receptorů, rozdělených na mineralokortikoidní (MR) a glukokortikoidní (GR) [49].

Bylo prokázáno, že s věkem dochází k fyziologickému snížení počtu steroidních receptorů v různých oblastech hipokampu [50] a že HPA má tendenci se osvobodit od inhibiční kontroly vyvíjené vyššími centry.

Holsboer a kol. vyvinuli vysoce citlivý test založený na kombinaci dexamethason-suprese/stimulace hormonu uvolňujícího kortikotropin (DEX/CRHtest) ke studiu funkce HPA systému.

Výsledky testu ukázaly, že bazální koncentrace kortizolu byla významně vyšší u pacientů s AD než u zdravých subjektů a že minimální koncentrace léčiva, na kterou pacient reaguje na kortizol, byla významně vyšší u zdravých subjektů než ve skupině pacientů s AD. Navíc pacienti s AD uvolňovali po další stimulaci CRH významně méně adrenokortikotropního hormonu (ACTH) a kortizolu než kontrolní skupina.

Tyto výsledky potvrzují, že regulace HPA systému je u AD narušena. Poškození osy HPA a odpovídající zvýšení bazalkortizolu lze přičíst postupujícímu věku a procesu destrukce hipokampu, který je typický pro neurodegenerativní onemocnění [51]. Lanfranco et al. prokázali, že PE také představuje silný fyziologický stimul na ose HPA [52].

Abychom porozuměli aktivaci mozku v reakci na PE, byla provedena komplexní analýza na potkanech po 90 minutách běhu na běžícím pásu [53]. Výsledky prokázaly hypersekreci CRH, hormonu arginin-vasopresin a ACTH, které vedou ke zvýšení bazální sekrece kortizolu nadledvinek. Dva hlavní faktory modulují odpověď osy HPA na odporové cvičení: intenzita a trvání [54].

Minimální intenzita cvičení potřebná k vyvolání kortizolové odezvy z osy HPA je 60 % maximální spotřeby kyslíku (VO2max); u zátěže nad 60 % VO2max se koncentrace plazmatického kortizolu zvyšují lineárně s intenzitou zátěže [55]. Pod tímto prahem intenzity (<60% VO2max), ACTH and cortisol concentrations may increase only if 90 minutes of exercise with at least 40% VO2max is maintained [56]. 

Když se provádí PE, dochází k vysoké reakci hormonů, jako je ACTH a kortizol, aby se zmírnily enormní metabolické požadavky, které jsou pro tělo nezbytné k dokončení samotného cvičení [57].

Kortizol skutečně remodeluje svalová vlákna inhibicí syntézy nových proteinů a stimulací degradace proteinů prostřednictvím ubikvitinové dráhy; navíc kortizol ovlivňuje neuromuskulární funkci prostřednictvím různých rychlých a krátkodobých mechanismů, jako je regulace Ca2+ kanálů [58].

Navíc Klaperski a kol. prokázali, že nepřetržitá intenzivní PE vedla ke snížení reaktivity na stres a zlepšení zotavení z neuropsychologického stresu ve srovnání s fyzicky neaktivními subjekty [59]. Konečně, adaptace na cvičení vyvolala sníženou citlivost periferní tkáně na GC, které mají chránit tělo před těžkými metabolickými a imunitními důsledky zvýšených hladin kortizolu [60].

Závěrem lze říci, že dokáže určit transkripční a translační změny na buněčné úrovni a také indukuje tkáňový biologický stimul na úrovni CSN a reguluje hormonální osy postihující mozek. Vytváří tedy kaskádu pozitivních biologických a metabolických účinků, a to jak z hlediska neuroplasticity, tak z hlediska neuroprotekce; z těchto důvodů jej lze považovat za skutečný lék bez jakýchkoliv vedlejších účinků pro ČSN.

3. Klinické a rehabilitační účinky fyzického cvičení u neurodegenerativních onemocnění

V tomto bodě je nezbytné pochopit, jak se neurobiologické účinky PE přenášejí na klinickou úroveň. Převedení perspektivy z buňky do těla a její funkce, od konkrétního k obecnému, je nezbytným předpokladem pro hodnocení účinnosti PE jako příležitosti pro léčbu a rehabilitaci při zvládání nejdůležitějších neurodegenerativních onemocnění, které způsobují kognitivní poruchy (obr. ).

3.1. Role fyzického cvičení u Alzheimerovy choroby (AD)

AD je jistě nejrozšířenějším a invalidizujícím neurodegenerativním onemocněním. AD je aneurodegenerativní onemocnění charakterizované neuronálními a synaptickými změnami v mozkové kůře a v některých subkortikálních oblastech, které způsobují zhoršení kognitivních a psychobehaviorálních funkcí [61]. Epidemiologické údaje dostupné za posledních 10 let ukázaly, že PE může zpomalit progresi neurodegenerativních onemocnění [62].

AerobicPE zvyšuje srdeční výdej a následně průtok krve mozkem. Tento mechanismus také zahrnuje zvýšení angiogeneze, neurogeneze, synaptogeneze a syntézy neurotransmiterů, které zase zlepšují paměť a kognitivní funkce [63].

Korelace mezi aerobní PE a zlepšením kognitivních funkcí u pacientů s AD v průběhu let získávala stále více důkazů [64,65]. Účinky střední fyzické aktivity na vyšší mozkové funkce byly nejprve zdůrazněny pozorováním toho, jak prosté chůze, pokud je prováděna pravidelně, vede pacienty s AD ke zlepšení jejich kognitivních schopností, což je výsledek, který je kvantifikovatelný pomocí Mini-Mental State Examination (MMSE) [66].

Navíc podle velmi rozsáhlé studie vzorku provedené Nortonem et al. [67], procento 12,7 % případů AD na celém světě a 20,3 % případů AD v Evropě v roce 2010 bylo přičítáno fyzické nečinnosti.

Navíc zjištění předchozí studie publikované Larsonem et al. byly v souladu s těmito údaji: analýza byla provedena na vzorku 1740 jedinců starších 65 let; všichni byli podrobeni pravidelnému cvičení PE prováděnému po dobu 2 let (15 min/sezení chůze, cyklistika, plavání, aerobik, rytmická gymnastika, vodní aerobik, silový trénink, strečink nebo jiné aktivity).

U těch, kteří cvičili třikrát nebo vícekrát týdně, byl zjištěn výskyt demence 13.0 na 1000 osoboroků; na druhé straně u těch, kteří cvičili méně než třikrát týdně, se stejná incidence zvýšila na 19,7 na 1000 osoboroků. Jak bylo uvedeno výše, PE zlepšuje cerebrální vaskulární rezervu a neuronální plasticitu; ve studii publikované Larsonem et al. bylo prokázáno, že čtyřicet minut PE (ergocyklus, běžecký pás a lezení po schodech) čtyřikrát týdně po dobu 12 týdnů může zvýšit průtok mozkové krve v hippocampal dentate gyrus, což může zlepšit neurogenezi [ 68] a v důsledku toho může zachovat kognitivní funkce déle nedotčené. Všechny tyto důkazy potvrzují důležitost PE jako nástroje primární prevence.

PE navíc nefunguje pouze jako mechanismus prevence neurodegenerativních onemocnění, ale je nyní znám její přínos i u pacientů se středně těžkou a pokročilou AD. V roce 2007 Rolland et al. prokázali některé pozitivní účinky pacientů s PEin se středně těžkou AD. Dva roky pravidelné aktivity u těchto pacientů vedly ke zlepšení vytrvalosti při chůzi, snížení deprese, minimalizace inkontinence, zvýšení aktivit denního života (ADL) a obecněji ke zlepšení všech symptomů typických pro toto onemocnění [69].

Ještě překvapivější jsou výsledky studie provedené Venturellim et al. na skupině pacientů starších 65 let s diagnózou pokročilé AD, kteří s pomocí svých pečovatelů podstoupili 24-týdenní program chůze po dobu alespoň 30 minut denně. Prostřednictvím hodnotících škál, jako je Barthelindex, MMSE, index POMA (Performance Oriented Mobility Assessment) a konstantní saturace kyslíkem během chůze (SpO2 > 85 %), bylo vidět, že cvičení může zpomalit, i když na krátkou dobu, progresi kognitivní poruchy a mohou zlepšit výkon ADL [70].

PE by tedy mohla být nyní považována za rehabilitační příležitost, protože zlepšuje schopnosti pacientů s AD. Vzhledem k absenci specifických léků, které by kontrastovaly s AD, se zdá být velmi důležité stanovit účinky fyzické aktivity na dávku a odezvu na kognici těchto pacientů. a následně najít kombinace frekvence, intenzity, času a typu PE nejužitečnější pro optimalizaci výsledků této terapeutické intervence.

Ačkoli je obtížné tento záměr sledovat, nedávná metaanalýza [71] ukázala, že při použití MMSE jako hodnotící škály se střední intenzita aerobního cvičení zdá být nejúčinnější intervencí, pokud se provádí alespoň jednu hodinu týdně a po dobu trvání. v rozmezí 12 až 24 týdnů.

Navíc se zdá, že nejlepšího kognitivního zlepšení je dosaženo při střední intenzitě a frekvenci fyzické aktivity: intervence prováděné po dobu až 2 hodin měly lepší výsledky než ty, které byly prováděny déle než 2 hodiny týdně; podobně intervence prováděné méně než třikrát týdně vykazovaly větší účinek na zlepšení kognice pacientů s AD ve srovnání s intervencemi prováděnými více než třikrát týdně. Zbývá však stanovit prahovou hodnotu, protože je zapotřebí větších vzorků a delšího sledování [72].

3.2. Role fyzického cvičení u Parkinsonovy choroby (PD)

Při pokračujícím zkoumání hlavních neurodegenerativních onemocnění, které způsobují kognitivní poruchy, je jistě nutné věnovat pozornost i Parkinsonově nemoci. PD je progresivní neurodegenerativní onemocnění a je po AD druhé nejčastější, charakterizované třesem, rigiditou, bradykinezí a posturální nestabilita. Jeho diagnóza je klinická, i když je nezbytné histopatologické vyšetření k identifikaci -synukleinu obsaženého v Lewyho tělíscích nebo Lewyho neuritech [73]. Etiologie PD nebyla dosud objasněna, ale zdá se, že má souvislost s genetickými i environmentálními faktory.

Hlavní výrazná morfologická změna v mozku PD je pozorována v příčných řezech mozkového kmene, kde téměř všechny případy vykazují ztrátu tmavě pigmentované oblasti v substantia nigra parscompacta (SNpc) a locus coeruleus. Z klinického hlediska mohou lidé s PD kromě výše zmíněných patognomických motorických deficitů vykazovat různé kognitivní stavy, od normální kognitivní funkce přes časné, mírné subjektivní a objektivní zhoršení až po mírnou, středně těžkou a dokonce těžkou PD demenci [74]. Těžká demence má u pacientů s PD prevalenci 25–30 % a postihuje mnoho kognitivních funkcí, zejména exekutivní, pozornostní a vizuoprostorovou doménu, ale také paměť [75].

V této souvislosti se zdá, že PE je také primárním nástrojem prevence PD. Ve studii založené na vzorku více než 200 účastníků000 byli lidé, kteří ve věku 15–39 let provozovali vysokou úroveň fyzické aktivity, méně vystaveni diagnóze PD v pozdějším životě [76]. V jiné epidemiologické studii Thacker et al. analyzovali kohortu asi 143000 jedinců a zjistili, že lidé, kteří provozují středně intenzivní až intenzivní fyzickou aktivitu, jako je jízda na kole, aerobik nebo tenis, měli nejnižší riziko PD během deseti let sledování [77].

Konkrétněji se zdá, že PE snižuje riziko rozvoje kognitivní poruchy a PD, přičemž existuje silná úroveň důkazů, že je pro ně ochranným faktorem [78]. PE je však především příležitostí pro péči o pacienty, kteří již trpí PD. Komplexní a nedávný přehled o výhodách cvičebního tréninku pro pacienty s PD zdůraznil účinky různých typů cvičení na motorické a kognitivní dysfunkce: aerobní trénink, zejména jízda na kole, nezávisle zlepšuje chůzi a kognitivní funkce, ale také zlepšuje schopnost motorického učení, což se promítá do zlepšení inmotorických funkcí aplikovaných na chůzi [79].

Dokonce i složitější fyzické aktivity, jako je tanec, se ukázaly jako účinné nejen při zlepšování motorických funkcí, ale také při implementaci exekutivních funkcí, které lze hodnotit pomocí Frontal Assessment Battery u lůžka a Úkoly mentální rotace [80,81]. Navíc Tai Chi, které se skládá z pohybů podobných tanci, které jsou propojeny v komplexní sekvenci, poskytuje výhody pro psychickou pohodu a kognitivní funkce [82].

Podobně jóga, která je sportovní praxí, která zahrnuje pozice a cvičení dýchání a meditace, zlepšuje rovnováhu a duševní a emocionální zdraví [83]. Kromě toho je PE tradičně pilířem rehabilitační léčby, když nabývá obrysů terapeutického cvičení. Terapeutické cvičení, pokud je organizováno v sériích s metodickými cvičeními v rámci programů zaměřených na specifické rehabilitační cíle, může stimulovat neuroplasticitu na úrovni frontálního laloku a působit proti kognitivnímu poškození [84].

Zejména cvičení zahrnující učení motorických dovedností založené na cíli zlepšují výkonnost motorických dovedností u PD prostřednictvím kognitivního zapojení. Kognitivní přínosy terapeutického cvičení se promítají do obecného zlepšení autonomie u pacientů s PD. Celková funkčnost, měřená pomocí škál, jako je ADL [85] a Barthel Index [86], se výrazně zlepšuje; to svědčí o skutečné schopnosti cvičení tyto pacienty rehabilitovat, to znamená vrátit jim jejich dovednosti při provádění základních činností jejich každodenního života.

Snížení kognitivních poruch vyplývajících z PD vede ke zlepšení kvality života [87]. Zvláštní zmínku si zaslouží nová hranice neurorehabilitace: virtuální realita. Virtuální realita plánuje vložit tradiční cvičení do virtuálních prostředí, ve kterých je možné cvičit a monitorovat motorické a kognitivní funkce snadnějším a přesnějším způsobem [88].

U pacientů s PD tento typ senzorineurální stimulace zlepšuje motorické funkce ve smyslu rovnováhy a chůze, ale především zvyšuje exekutivní funkce [89]. Zejména virtuální realita dělá trénink kompletnějším, protože vede pacienty k současnému cvičení více kognitivních procesů, které spojují v sekvencích zaměřených na dosažení konkrétních cílů, včetně těch, které se týkají pohybu.

Přesněji řečeno, aktivace pozornosti, získávání a zpracování informací, plánování pohybu a senzorická integrace jsou kontextově vloženy do virtuálních kontextů, které vyžadují, aby byly aplikovány na každodenní činnosti pacientů, aby se zvýšila osobní autonomie [90]. Kromě toho může PE také omezit účinky, jako je opotřebení a dyskineze vyvolané anti-PD terapeutiky, zlepšení a prodloužení účinnosti terapií [91]. Fyzická aktivita navíc snižuje riziko dalších geriatrických onemocnění, jako je diabetes, hypertenze a kardiovaskulární onemocnění, což může také přispívat k patogenezi PD [92]. Souhrnně, PE je nyní považována za doplňkovou strategii k léčbě PD.

4. závěr

PE je úžasný zdravotní nástroj pro lidský mozek, který představuje příležitost pro léčbu a rehabilitaci u pacientů trpících kognitivní poruchou způsobenou neurodegenerativními onemocněními. Jak je popsáno v tomto článku, již existují důkazy o tom, jak PE působí pozitivně na neuroendokrinní a biochemické úrovni a které z toho plynou příznivé klinické důsledky.

Nicméně je žádoucí, aby nové studie zkoumaly funkční mechanismy fyzického cvičení na úrovni mozku a odhalily fascinující aspekty, které zůstávají neznámé, ale mohly by nám umožnit implementovat jeho terapeutický potenciál.

Autorské příspěvky: Konceptualizace, GF, LC a MM; metodologie, PL, GF, MR a L.C.; software, GP; formální analýza, PL a GP; vyšetřování, GF, MVR; zdroje, MVR, AC, GM; sběr dat, GF, GP, MR; psaní původního návrhu přípravy, GF, GP, MVR, AC, GM a MM Všichni autoři si přečetli publikovanou verzi rukopisu a souhlasí s ní.

Financování: Tento výzkum neobdržel žádné externí financování.

Prohlášení institucionální revizní komise: Neuplatňuje se.

Prohlášení o informovaném souhlasu: Neuplatňuje se.

Prohlášení o dostupnosti dat: Soubory dat použité a/nebo analyzované během aktuální studie budou na přiměřenou žádost zpřístupněny příslušnému autorovi, LC

Poděkování: Rádi bychom poděkovali Alessandře Zonno za její technickou pomoc.

Střet zájmů: Autoři neprohlašují žádný střet zájmů.

Reference

1. Heemels, MT Neurodegenerativní onemocnění. Nature 2016, 539, 179. [CrossRef] [PubMed]

2. Radi, E.; Formichi, P.; Battisti, C.; Federico, A. Apoptóza a oxidační stres u neurodegenerativních onemocnění. J. Alzheimers Dis.2014, 42 (Suppl. 3), S125–S152. [CrossRef]

3. Ferri, CP; Prince, M.; Brayne, C.; Brodatý, H.; Fratiglioni, L.; Ganguli, M.; Hall, K.; Hasegawa, K.; Hendrie, H.; Huang, Y.; et al. Globální prevalence demence: Delphi consensus study. Lancet 2005, 366, 2112–2117. [CrossRef]

4. Jong-wook, L. Globální zlepšování zdraví a WHO: Formování budoucnosti. Lancet 2003, 362, 2083–2088. [CrossRef]

5. Dembitsky, VM; Džemileva, L.; Gloriozová, T.; D'yakonov, V. Přírodní a syntetické drogy používané k léčbě demence. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2020, 524, 772–783. [CrossRef]

6. Reddy, PH Životní styl a rizikové faktory demence ve venkovském západním Texasu. J. Alzheimers Dis. 2019, 72, S1–S10. [CrossRef] [PubMed]

7. Marques-Aleixo, I.; Beleza, J.; Sampaio, A.; Stevanovič, J.; Coxito, P.; Gonçalves, I.; Ascensão, A.; Magalhães, J. Preventivní a terapeutický potenciál fyzického cvičení u neurodegenerativních onemocnění. Antioxid. Redoxní signál. 2021, 34, 674–693. [CrossRef][PubMed]

8. Raichlen, DA; Gordon, AD Vztah mezi cvičební kapacitou a velikostí mozku u savců. PLoS ONE 2011, 6, e20601.[CrossRef] [PubMed]

9. Cassilhas, RC; Tufik, S.; de Mello, MT Fyzické cvičení, neuroplasticita, prostorové učení a paměť. Buňka. Mol. Life Sci. 2016,73, 975–983. [CrossRef] [PubMed]

10. Kirk-Sanchez, NJ; McGough, EL Fyzické cvičení a kognitivní výkon u starších osob: Současné perspektivy. Clin. Interv.Stárnutí 2014, 9, 51–62. [CrossRef]

For more information:1950477648nn@gmail.com