ผลของการออกกำลังกายต่อความบกพร่องทางสติปัญญาในโรคระบบประสาทเสื่อม: จากพยาธิสรีรวิทยาไปจนถึงแง่มุมทางคลินิกและการฟื้นฟูสมรรถภาพ ตอนที่ 1
Feb 29, 2024
บทคัดย่อ: โรคเกี่ยวกับระบบประสาทเป็นกลุ่มของโรคที่ทำให้เกิดความพิการอย่างรุนแรงเนื่องจากข้อจำกัดด้านการเคลื่อนไหวและการรับรู้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งความบกพร่องทางสติปัญญาเป็นปัญหาด้านสุขภาพและเศรษฐกิจสังคมที่กำลังเติบโตซึ่งยังคงเป็นเรื่องยากที่จะรับมือในปัจจุบัน
โรคเกี่ยวกับระบบประสาทหมายถึงกลุ่มของโรคที่เกิดจากความเสื่อมของระบบประสาท โรคเหล่านี้อาจส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อการทำงานของร่างกายของผู้ป่วย รวมถึงความจำด้วย อย่างไรก็ตาม การมีโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อมไม่ได้หมายความว่าความจำจะถูกทำลายอย่างถาวรเสมอไป
มีหลายสิ่งที่เราสามารถทำได้เพื่อช่วยบรรเทาอาการสูญเสียความทรงจำ ตัวอย่างเช่น เราสามารถส่งเสริมสุขภาพของเซลล์ประสาทในสมองและชะลอการลุกลามของโรคทางระบบประสาทได้โดยการรักษาทัศนคติเชิงบวกต่อชีวิต เสริมสร้างความสัมพันธ์ทางสังคม การมีส่วนร่วมในกิจกรรมทางวัฒนธรรมและศิลปะ และความมุ่งมั่นในการเล่นกีฬา
นอกจากนี้ การรักษาอย่างหนึ่งที่เห็นว่ามีประสิทธิภาพคือการฝึกการรับรู้ เช่น เกมฝึกสมองและการออกกำลังกายด้านการรับรู้ที่มุ่งเป้าไปที่ความสามารถด้านการรับรู้โดยเฉพาะ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าช่วยพัฒนาทักษะด้านความจำและการคิด โดยเฉพาะในผู้ที่เป็นโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม ผู้ป่วยโรค
สุดท้ายนี้ เราต้องใส่ใจสุขภาพกายและสุขภาพจิตของเราด้วย และหลีกเลี่ยงนิสัยการใช้ชีวิตที่ไม่ดีต่อสุขภาพ เช่น ความเครียดมากเกินไป นอนไม่หลับ ขาดการออกกำลังกาย การรับประทานอาหารที่ไม่ดี เป็นต้น ปัจจัยเหล่านี้จะเป็นอันตรายต่อการทำงานของสมอง
เราควรเชื่อว่าด้วยการกระทำร่วมกันของทัศนคติเชิงบวกต่อชีวิต วิธีการรักษาทางวิทยาศาสตร์ และนิสัยด้านสุขภาพที่ดี แม้ว่าเราจะทุกข์ทรมานจากโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเสื่อม เรายังคงสามารถรักษาทัศนคติเชิงบวกต่อชีวิต เอาชนะความยากลำบากต่างๆ และมีสุขภาพที่ดีได้ ทั้งกายและใจไม่ปล่อยให้โรคร้ายมาขวางชีวิตเรา จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche Deserticola สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เนื่องจาก Cistanche Deserticola เป็นยาจีนโบราณที่มีลักษณะพิเศษมากมาย หนึ่งในนั้นคือการปรับปรุงความจำ ประสิทธิภาพของ Cistanche Deserticola มาจากส่วนผสมออกฤทธิ์หลายชนิดใน Cistanche Deserticola รวมถึงกรดแทนนิก โพลีแซ็กคาไรด์ ฟลาโวนอยด์ไกลโคไซด์ ฯลฯ ส่วนผสมเหล่านี้สามารถส่งเสริมสุขภาพสมองผ่านวิถีทางที่หลากหลาย
เนื่องจากไม่มีการรักษาที่มีประสิทธิผลทางเภสัชวิทยาสำหรับภาวะบกพร่องทางสติปัญญา ความสนใจทางวิทยาศาสตร์จึงมีเพิ่มมากขึ้นเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นไปได้ของวิถีชีวิตที่มีสุขภาพดีที่มีต่อสิ่งเหล่านั้น ในบริบทนี้ การออกกำลังกายได้รับหลักฐานมากขึ้นเรื่อยๆ ในฐานะการแทรกแซงการป้องกันเบื้องต้น การบำบัดโดยไม่ใช้เภสัชวิทยา และเครื่องมือการฟื้นฟูเพื่อปรับปรุงการทำงานของการรับรู้ในโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท
ในภาพรวมเชิงพรรณนานี้ เราเน้นย้ำถึงผลกระทบทางระบบประสาทชีววิทยาของการออกกำลังกาย ซึ่งสามารถส่งเสริมความยืดหยุ่นของระบบประสาทและการป้องกันระบบประสาทโดยออกฤทธิ์ที่ระดับไซโตไคน์และฮอร์โมน และผลทางคลินิกเชิงบวกที่ตามมาต่อผู้ป่วยที่ทุกข์ทรมานจากความบกพร่องทางสติปัญญา
คำสำคัญ: การออกกำลังกาย ออกกำลังกาย; การฟื้นฟูสมรรถภาพ; โรคอัลไซเมอร์; โรคพาร์กินสัน.
1. บทนำ
โรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทเป็นกลุ่มของความผิดปกติทางพันธุกรรมของระบบประสาทส่วนกลาง ซึ่งทำให้เกิดความเสียหายอย่างช้าๆ และก้าวหน้าต่อประชากรเซลล์ประสาทเฉพาะและการเชื่อมต่อของพวกเขา [1]
สิ่งเหล่านี้สามารถทำให้เกิดผลทางคลินิกที่รุนแรง เช่น ความพิการทางการเคลื่อนไหวและการรับรู้ และการพึ่งพาการดูแล [2] โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความบกพร่องของความสามารถทางปัญญาคือปัญหาสุขภาพและเศรษฐกิจสังคมที่กำลังเพิ่มมากขึ้น
ภาวะสมองเสื่อมและความบกพร่องทางสติปัญญาระดับเล็กน้อย (MCI) คาดว่าจะเพิ่มขึ้นในยุโรปจาก 7.7 ล้านรายในปี พ.ศ. 2544 เป็น 15.9 ล้านรายในปี พ.ศ. 2583 [3] ตามการประมาณการโดย Global Burden of Disease ในปี พ.ศ. 2546 ภาวะสมองเสื่อมมีส่วนทำให้ร้อยละ 11.2 ของผู้ที่มีอายุ 60 ปีขึ้นไปต้องทนทุกข์ทรมานจากภาวะทุพพลภาพ มากกว่าโรคหลอดเลือดสมอง ความผิดปกติของระบบกล้ามเนื้อและกระดูก โรคหัวใจและหลอดเลือด และมะเร็งทุกรูปแบบ [4]
ค่าใช้จ่ายของภาวะสมองเสื่อมคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในทวีปยุโรปทั้งหมดประมาณ 43% ระหว่างปี 2551 ถึง 2573 เป็นมากกว่า 250 พันล้านยูโร ดังนั้นการวิจัยเกี่ยวกับโรคนี้จึงถือเป็นความท้าทายอย่างแท้จริงสำหรับแพทย์และนักกายภาพบำบัด
มีการทดสอบกลยุทธ์การรักษาหลายอย่างโดยใช้ทั้งยาและเทคนิคการฟื้นฟู [5] นอกจากนี้ ยังมีความสนใจอย่างมากต่อความสำคัญของวิถีชีวิตทั้งในด้านการจัดการและในการป้องกันข้อจำกัดทางสติปัญญาที่เกิดจากโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาท [6]
ในบรรดานิสัยการใช้ชีวิต บทบาทของการออกกำลังกายที่เป็นไปได้ดูน่าสนใจมากขึ้น มีการถกเถียงกันมานานแล้วเกี่ยวกับผลเชิงบวกของการออกกำลังกาย (PE) ต่อการทำงานของสมอง [7] Raichlen และคณะ รายงานความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างขนาดของสมองมนุษย์กับความสามารถในการออกกำลังกายและความอดทน ซึ่งบ่งบอกถึงวิวัฒนาการร่วมกันระหว่างการเคลื่อนไหวและการรับรู้ในมนุษย์ [8]
อย่างไรก็ตาม PE เพิ่งเริ่มได้รับความสนใจจากชุมชนวิทยาศาสตร์นานาชาติ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกี่ยวกับผลกระทบที่เป็นไปได้ต่อการทำงานของการรับรู้ การเรียนรู้เชิงพื้นที่ และความจำ ในฐานะวิธีการที่ไม่ใช้ยาในการรักษาสุขภาพสมองและการรักษาภาวะเสื่อมของระบบประสาทและจิตเวช [9]
มีการแสดงให้เห็นผลประโยชน์ของการออกกำลังกายแบบแอโรบิกและการต้านทานในผู้ใหญ่และผู้สูงอายุ [10] และในทำนองเดียวกัน การออกกำลังกายเพื่อการฟื้นฟูดูเหมือนจะเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการพยายามชะลอการลุกลามของความบกพร่องทางสติปัญญาในโรคต่างๆ เช่น ภาวะสมองเสื่อมอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ [11] .
ดังนั้น PE จึงนำเสนอวิธีการที่ไม่ใช้ยาในการชะลอความเสื่อมที่เกี่ยวข้องกับอายุ และลดความบกพร่องทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับโรคในผู้สูงอายุ ผ่านทางการลดปัจจัยเสี่ยงและความสามารถในการปกป้องระบบประสาท
อย่างไรก็ตาม ฐานทางชีวเคมีและโมเลกุลที่เป็นรากฐานของกลไกความยืดหยุ่นของระบบประสาทยังไม่ชัดเจนบางส่วน เช่นเดียวกับกระบวนการที่แปลผลของ PE ไปเป็นประโยชน์ต่อระบบประสาทและทางคลินิก [12]
จุดมุ่งหมายของภาพรวมเชิงพรรณนาวรรณกรรมนี้คือเพื่อตรวจสอบว่า PE มีผลเชิงบวกเชิงคลินิกและการปรับปรุงการฟื้นฟูต่อความบกพร่องทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทหรือไม่ และเพื่อทำความเข้าใจกลไกทางระบบประสาทชีววิทยาที่อธิบายกระบวนการเหล่านี้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น
2. กระบวนการทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการออกกำลังกายในโรคระบบประสาทเสื่อม
การบำรุงรักษาการทำงานของการรับรู้อยู่ในกระบวนการของความยืดหยุ่นของระบบประสาทและการป้องกันระบบประสาท (รูปที่ 1)
ความยืดหยุ่นของระบบประสาทคือความสามารถของสมองในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติการทำงานและโครงสร้างเพื่อตอบสนองต่อความต้องการที่เปลี่ยนแปลงไป และส่งผลให้เกิดการเรียนรู้และการได้มาซึ่งทักษะ [13] เป็นที่ทราบกันดีว่า PE เอื้อต่อความยืดหยุ่นของระบบประสาทของบริเวณสมองบางส่วน และเป็นผลให้ปรับปรุง ฟังก์ชั่นการรับรู้ [14]
ชาวนาและคณะ แสดงให้เห็นว่าเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสเติบโตและพัฒนาจากประชากรเซลล์ต้นกำเนิดเพียงกลุ่มเดียวเพื่อตอบสนองต่อการออกกำลังกาย [15] เซลล์ประสาทใหม่มีความยืดหยุ่นในการเชื่อมโยงมากกว่าผู้ใหญ่ ช่วยให้เกิดการเรียนรู้ที่ดี มีความทรงจำที่ดีและควบคุมอารมณ์ได้ [16]
นอกจากนี้ เพื่อให้กิจกรรมของสมองจำนวนมากทำงานได้อย่างถูกต้อง ฮิปโปแคมปัสมีบทบาทผ่านการหลั่งของปัจจัยกระตุ้นบางอย่าง เช่น ปัจจัยนิวโรโทรฟิกที่ได้มาจากสมอง (BDNF) ปัจจัยประสาทที่ได้มาจากเกลียล (GDNF) และปัจจัยการเจริญเติบโตคล้ายอินซูลิน (IGF{{ 3}}) ซึ่งร่วมกับซินแนปซินและไซแนปโตฟิซินทำให้เกิดการควบคุมความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและฟังก์ชันอะพอพโทติกลดลง [17] การปล่อยสารนิวโรโทรฟินที่ป้องกันเพิ่มขึ้นสัมพันธ์กับ PE ในการศึกษาในสัตว์และมนุษย์ [18]
2.1. การปรับ Neurotrophin ที่เกิดจากการออกกำลังกาย
BDNF อยู่ในกลุ่มโปรตีนขนาดเล็กที่หลั่งออกมาซึ่งรวมถึงปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาท, นิวโรโทรฟิน 3 และนิวโรโทรฟิน 4 โดยทำหน้าที่เป็นสารต่อต้านการตายของเซลล์และสารต้านอนุมูลอิสระ และมีแนวโน้มที่จะยับยั้งกระบวนการดูดกลืนแสงอัตโนมัติทั้งหมดที่เกิดจากไมโครเกลียและไซโตไคน์ที่ทำให้เกิดการอักเสบ [19]
BDNF โดดเด่นท่ามกลางสารนิวโรโทรฟินทั้งหมดเนื่องจากมีระดับการแสดงออกในสมองสูงและมีฤทธิ์รุนแรงที่ไซแนปส์ [20] นอกจากนี้ เชอร์ชิลล์ และคณะ ในปี 2545 ระบุว่า BDNF neurotrophin เกี่ยวข้องกับกระบวนการจัดเก็บข้อมูลในความจำและการเรียนรู้ระยะยาว [21]
ในทางสรีรวิทยาหลังจากการดูถูกขาดเลือด microglia จะถูกกระตุ้นและทำหน้าที่ด้วยกิจกรรมการอักเสบซึ่งนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของอนุมูลอิสระ (ROS) ซึ่งเซลล์ประสาทพยายามตอบสนองโดยการบริโภค ATP และเสียชีวิตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ดังนั้นการเพิ่มระดับ BDNF ผ่าน PE อาจลดผลกระทบของเหตุการณ์เหล่านี้ได้ [21] PE เพิ่มการแสดงออกของ BDNF แต่ยังรวมถึง IGF-1 ด้วย ซึ่งมีปฏิสัมพันธ์กับ BDNF เพื่อเป็นสื่อกลางในการรับรู้ที่เกิดจากการออกกำลังกาย [22–24]
แมตต์สัน และคณะ แนะนำว่าการออกกำลังกายที่มีความอดทนจะเพิ่มการแสดงออกของ BDNF ในสมอง ความสามารถในการออกกำลังกายที่เพิ่มขึ้นอาจส่งผลเชิงบวกต่อการเจริญเติบโตของสมอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฮิบโปแคมปัส [25] ดังนั้น การฝึกออกกำลังกายจึงเป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยเพิ่มการทำงานของเส้นประสาทของต่อมทอนซิลและฮิปโปแคมปัส เนื่องจากดูเหมือนว่า เพิ่มระดับของโมเลกุลส่งสัญญาณ BDNF/TrkB [26]
ฟาฮิมี และคณะ รายงานว่าประมาณสี่สัปดาห์ของการวิ่งบนลู่วิ่งและการออกกำลังกายด้วยล้อวิ่งในหนูทดลองทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมากมาย เช่น การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของ BDNF-mRNA และระดับโปรตีน, โหลดซินแนปติกที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญใน dentate gyrus, การเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยาของแอสโตรไซต์ และการวางแนวของเส้นโครงแอสโตรไซติกไปทางไจรัสเซลล์ของฟัน [27 ]
ซูก้า และคณะ เสนอแนะด้วยว่า BDNF ปรับเนื้อหาโดปามีนของเซลล์ประสาทและการปลดปล่อย ซึ่งจำเป็นสำหรับความเป็นพลาสติกของเส้นประสาท การอยู่รอดของเส้นประสาท การเรียนรู้ และหน่วยความจำ [28] ดังนั้น ความเข้มข้นของ BDNF ที่เพิ่มขึ้นในเลือดหลังจาก PE ดูเหมือนจะเป็นปัจจัยป้องกันความบกพร่องทางสติปัญญา เช่นเดียวกับ BDNF IGF-1 ยังส่งเสริมการเจริญเติบโตของเส้นประสาท การอยู่รอด และการสร้างความแตกต่างอีกด้วย
ความเข้มข้นของเลือดดูเหมือนว่าจะเพิ่มขึ้นในผู้สูงอายุหลังจากออกกำลังกายแบบต้านทานระดับปานกลางถึงสูงเป็นเวลา 6 เดือน [29] แม้ว่าการกระทำของโมเลกุลจำเพาะของ IGF-1 ที่มีส่วนช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการรับรู้ในสัตว์สูงวัยยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด มีหลักฐานใหม่ที่แสดงว่าสัณฐานวิทยาและการทำงานของซินแนปติกได้รับการควบคุมโดย IGF-1 ชิและคณะ โปรไฟล์ synaptic ทั้งหมดเชิงปริมาณรวมถึงโปรไฟล์ synaptic ในคอมเพล็กซ์กระดูกสันหลัง (MSB) หลายแห่งในภูมิภาค CA1 ของฮิบโปแคมปัสและกำหนดความยาวความหนาแน่นของโพสต์ซินแนปติก (PSD)
ผลลัพธ์บ่งชี้การลดลงของไซแนปส์ทั้งหมดระหว่างวัยกลางคนและวัยชรา แต่การให้ IGF-1 ในสัตว์แก่เพิ่มความยาวของ PSD และจำนวนไซแนปส์ MSB การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ดูเหมือนจะมีความสัมพันธ์ทางสัณฐานวิทยาของการเพิ่มประสิทธิภาพซินแนปติก และแนะนำว่าระดับ IGF-1 มีอิทธิพลต่อการทำงานของซินแนปติกในภูมิภาค CA1 ของฮิบโปแคมปัส [30]
การค้นพบเหล่านี้อาจบ่งชี้ว่าการไหลเวียนของ IGF-1 เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปกป้องการทำงานของสมองตามปกติ ยิ่งไปกว่านั้น Trejo และคณะ แสดงให้เห็นว่าการขาดดุลทางพฤติกรรมและซินแนปติกได้รับการปรับปรุงในหนูที่บกพร่องทาง IGF-1- โดยการบริหาร IGF อย่างเป็นระบบเป็นเวลานาน-1 ซึ่งทำให้ความหนาแน่นของปุ่มกลูตามาเทอจิคในฮิบโปแคมปัสเป็นปกติ ผลลัพธ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าการหมุนเวียน IGF-1 ยังส่งผลต่อการทำงานของสมองที่เติบโตเต็มที่ เช่น การเรียนรู้และความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติก ผ่านผลกระทบทางโภชนาการต่อซินแนปส์ส่วนกลางของกลูตาเมต [31]
ดังนั้น การเพิ่มระดับการไหลเวียนของ IGF-1 ผ่านทาง PE จึงมีความสำคัญไม่เพียงแต่เพื่อป้องกันการปรากฏตัวของความบกพร่องทางสติปัญญา แต่ยังรวมถึงการปรับปรุงประสิทธิภาพการรับรู้ในผู้ที่ได้รับผลกระทบด้วย
For more information:1950477648nn@gmail.com
