Эффективность физических упражнений при травме спинного мозга
Видео: ТРАВМА СПИННОГО МОЗГА С6С7 УПРАЖНЕНИЕ
Травма спинного мозга (ТСМ) одна из основных причин инвалидности как военных, так и гражданских лиц. Помимо нарушения моторных и сенсорных функций, у пациентов с ТСМ наблюдаются когнитивные и эмоциональные расстройства. Новые данные показывают, что повреждение целостности спинного мозга (СМ) приводит к глубоким функциональным изменениям в мозговых центрах, например, к нарушениям электрофизиологической спонтанной активности нейронных сетей. Кроме того, повреждение спинного мозга может повлиять на молекулярные системы, которые важны для синаптической пластичности мозга.
В настоящем исследовании определялась корреляция травмы СМ с изменениями молекулярных систем, регулирующих пластичность нейронов в гиппокампе и спинном мозге. Исследование проводилось в раннем посттравматическом периоде, так как этот момент имеет критическое значение для долгосрочной пластичности. Полученные результаты могут помочь понять механизмы, посредством которых ТСМ может повлиять на целый ряд функций и вызвать двигательные расстройства, и дать новые подсказки для оптимальных восстановительных мероприятий.
Достаточная физическая активность полезна для общего здоровья организма. Все больше фактов указывают на то, что после ТСМ высокая активность нейтрализует некоторые нежелательные последствия поражения, однако, не установлены точные сроки и объемы упражнений.
Защитный эффект ученые исследовали на грызунах с перерезанным спинным мозгом. Изучались молекулярные системы, связанные с действием BDNF – нейротрофическим фактором мозга, представляющим белок группы нейтрофинов, стимулирующих и поддерживающих развитие нейронов. BDNF является мощным синаптическим посредником и промотором нейронной пластичности, а его производство находится под влиянием активности в гипокампе и спинном мозге. Нейронная активность оказывает сильное влияние на такие способности человека, связанные с BDNF гиппокампа, как обучение и память. Исследования по оценке потенциальных последствий ТСМ на субстрат когнитивных функций акцентированы на изучении гиппокампа. Ученые оценили участие synapsin I и GAP-43 в механизмах, с помощью которых BDNF влияет на нейрональную и синаптическую пластичность. Synapsin I – фосфопротеин нервного окончания, участвующий в высвобождении нейромедиатора аксонального удлинение и обеспечении синаптических контактов. BDNF стимулирует синтез и активацию synapsin I в результате повышенного выделения нейромедиаторов. GAP-43 имеет важную роль в росте аксонов, секреции медиатора, а также в процессах обучении и памяти.
Материалы и методы. Эксперименты проводились с 43 мышами, родом из одной лаборатории. Мыши были примерно 10-недельного возраста, их разместили по одной в стандартные полиэтиленовые клетки с благоприятным микроклиматом (22-24° C), с 12 часовым циклом чередования дня и ночи. В некоторых клетках установили колеса для бега мышей, эта группа была обозначена как «занимающиеся физическими упражнениями», другая группа считалась «сидячей группой». Животных в течение 21 дня вынуждали много двигаться, а затем на уровне T7-T9 перерезали спинной мозг.
Животные группы «физические упражнения» были разделены на три подгруппы: Exc/Int (0), Exc/Int (2) и Exc/SCI по времени жизни после окончания физической активности. «Сидячим крысам» Sed/SCI перерезали СМ и через два дня забивали. В качестве группы контроля Sed/Con взяли «сидячих животных» с сохранным СМ. Средняя дистанция бега в трёх группах достоверно не различалась: Exc/Int (0) преодолевали 8.63 ± 0,36 км/день- Exc/Int (2) – 8,69 ± 0,69 км/ день- Exc/SCI: 8.99 ± 0,49 км / день.
Результаты. Ученые показали, что последствия травмы спинного мозга выходят за рамки повреждения только спинного мозга и влияют на молекулярные субстраты синаптической пластичности в головном мозге и способности к обучению. В гиппокампе травма спинного мозга приводит к уменьшению уровня BDNF в сочетании с активированной формой р-synapsin I, р-CREB и р-CaMK II, в то время как активные упражнения до травмы предотвращают снижение уровней. Подобные эффекты наблюдались при травме спинного мозга в области поясницы, и упражнения предотвратили снижение BDNF и р-CREB. Кроме того, реакция гиппокампа на травму спинного мозга согласуется с реакцией спинного мозга, о чем свидетельствуют соответствующие изменения уровней BDNF в головном и спинном мозге. Анализ результатов показывает, что центры головного мозга уязвимы к травме спинного мозга. Эти данные также предполагают, что уровень постоянной активности до травмы спинного мозга может определить степень сенсорно-моторного и когнитивного восстановления после травмы. В частности, активность до травмы способствует запуску в головном и спинном мозге защитных механизмов.
Эти результаты свидетельствуют о скоординированной реакции головного и спинного мозга на ТСМ. Интересно, что физическая активность до травмы показала защитное действие на снижение функций головного мозга. Эти результаты показывают влияние физической активности на молекулярную адаптацию, повышающую функциональную пластичность головного и спинного мозга.
Видео: 2 ЛФК в коленоупоре травма позвоночника и спинного мозга 1
Учитывая активную роль BDNF в синаптической пластичности, вполне вероятно, что снижение BDNF в течение этого периода может привести к нарушению синаптической передачи, что очень важно для нормального функционирования гиппокампа. В свою очередь, в предыдущем исследовании также сообщалось о снижении в гиппокампе крыс через 24 ч после ТСМ мРНК BDNF.
Учитывая роль гиппокампа в процессе обработки информации, важной для обучения, памяти и эмоций, исследование дает возможность предполагать, что ТСМ повышает чувствительность к эмоциональным и когнитивным расстройствам. Результаты клинического исследования показывают, что ТСМ значимо снижает качество жизни и усугубляет тревогу и депрессию.
