Высокоинтенсивные упражнения вызывают защитные эффекты на мозг, которые могут не только замедлить, но и обратить вспять нейродегенерацию, связанную с болезнью Паркинсона, как предполагает новое пилотное исследование.
Предыдущие исследования показали, что многие виды физических упражнений связаны с улучшением симптомов болезни Паркинсона. Но не было никаких доказательств того, что посещение тренажерного зала может вызвать изменения на уровне мозга. Небольшое исследование с участием 10 пациентов показало, что высокоинтенсивные аэробные упражнения сохраняют нейроны, продуцирующие дофамин, — клетки головного мозга, которые наиболее уязвимы к разрушению у пациентов с этим заболеванием.
Фактически, после шести месяцев упражнений нейроны стали здоровее и начали производить более сильные сигналы дофамина. Дофамин — это химическое вещество, которое помогает клеткам мозга общаться друг с другом. Исследователи опубликовали свои результаты в журнале npj Parkinson's Болезнь 9 февраля.
«Это первый случай, когда визуализация была использована для подтверждения того, что биология мозга у людей, страдающих болезнью Паркинсона, изменяется под воздействием интенсивных физических упражнений», — говорит Эван Д. Моррис, доктор философии, профессор радиологии и биомедицинской визуализации в Йельском университете. Медицинский факультет и со-главный исследователь статьи.
Что вызывает болезнь Паркинсона?
Болезнь Паркинсона — это нейродегенеративное заболевание, вызванное неправильным сворачиванием белка альфа-синуклеина, который естественным образом присутствует в наших клетках. Неправильно свернутый белок накапливается внутри нейронов и повреждает их.
Клетки, производящие дофамин, которые больше всего страдают, находятся в части мозга, известной как черная субстанция, области возле основания мозга. Когда эти клетки отмирают, недостаток дофамина создает физические симптомы заболевания, особенно двигательные симптомы, такие как тремор и замедление движений. Это постепенное прогрессирование, и на момент постановки диагноза пациенты обычно уже потеряли более половины нейронов, продуцирующих дофамин.
«К тому времени, когда у пациентов клинически проявляются типичные двигательные симптомы болезни Паркинсона, можно предположить, что нейродегенеративный процесс на самом деле начался гораздо раньше, возможно, на десятилетие или два», — говорит Суле Тиназ, доктор медицинских наук, доцент кафедры неврологии и соавтор. -главный следователь.
Наиболее распространенный доступный препарат, леводопа, заменяет недостающий дофамин. Хотя препарат эффективен для облегчения двигательных симптомов, он не предотвращает продолжающуюся нейродегенерацию и может вызывать нежелательные побочные эффекты при длительном применении, такие как неконтролируемые чрезмерные движения [дискинезия]. В настоящее время лекарства от этой болезни не существует.
Физические упражнения играют жизненно важную роль в лечении болезни Паркинсона
Физические упражнения являются важным компонентом лечения болезни Паркинсона. Фактически, некоторые тренажерные залы предлагают программы упражнений специально для этого состояния. «Я всегда говорю пациентам, что физические упражнения — это часть их лечения», — говорит Тиназ. «Точно так же, как я прописываю лекарства, я также прописываю упражнения».
В Коннектикуте Мишель Хеспелер является основателем Beat Parkinson's Today, научно обоснованной некоммерческой программы упражнений, которая предлагает онлайн- и очные занятия по всему штату. Хеспелер вдохновилась на создание своей программы после того, как ей самой поставили диагноз этого заболевания. «Она взяла все элементы высокоинтенсивных интервальных тренировок и объединила их с потребностями людей с болезнью Паркинсона», — говорит Тиназ.
Ранее два тщательно спланированных клинических исследования показали, что выполнение высокоинтенсивных упражнений , в которых участники достигают примерно 80–85 % максимальной частоты пульса , соответствующей их возрасту , три раза в неделю в течение шести месяцев коррелирует с менее выраженной двигательной активностью. симптомы. «Эти исследования показали, что физические упражнения действительно модифицируют заболевание в клиническом смысле», — говорит Тиназ. Команда Йельского университета использовала эти клинические испытания в качестве модели для своего нового исследования.
Использование визуализации мозга для изучения влияния высокоинтенсивных упражнений
Для своего исследования исследователи из Йельского университета набрали пациентов, у которых болезнь Паркинсона была диагностирована менее четырех лет назад. На этой ранней стадии заболевания пациенты еще не потеряли все нейроны, продуцирующие дофамин. Прежде чем зарегистрироваться, все участники прошли двухнедельный испытательный период, чтобы убедиться, что они смогут справиться с интенсивностью занятий.
После испытательного периода участники прошли первый этап сканирования мозга. Одним из них было МРТ-сканирование, которое измеряло количество нейромеланина — темного пигмента, обнаруженного в нейронах, продуцирующих дофамин , — в черной субстанции. Второе сканирование представляло собой ПЭТ-сканирование, которое измеряло доступность транспортера дофамина (DAT). DAT — это белок, который помогает нейронам поддерживать правильный уровень дофамина.
Десять участников завершили шестимесячную программу высокоинтенсивных упражнений в рамках программы Hespeler's Beat Parkinson's Today. Из-за пандемии COVID-19 занятия проходили онлайн. Эти занятия включают функциональные интервалы высокой интенсивности (HIFI), предназначенные для поддержания повышенного пульса участников на протяжении большей части тренировки. Участники носили мониторы сердечного ритма, чтобы убедиться, что они достигают целевой частоты пульса, и другие носимые устройства (например, Fitbit) для записи их движений. Через шесть месяцев исследователи повторили МРТ и ПЭТ.
Высокоинтенсивные упражнения обращают вспять нейродегенерацию
После шестимесячной программы визуализация мозга показала значительное увеличение сигналов нейромеланина и DAT в черной субстанции. Это говорит о том, что высокоинтенсивные упражнения не только замедлили нейродегенеративный процесс, но и помогли дофаминергической системе стать здоровее.
«Там, где мы обычно ожидали увидеть снижение сигналов DAT и нейромеланина, мы увидели увеличение», — говорит Барт де Лаат, доктор философии, доцент кафедры психиатрии и первый автор исследования. «Мы надеялись увидеть, что нейродегенерация не будет прогрессировать так быстро или временно прекратится, но вместо этого мы увидели увеличение у 9 из 10 человек. Это было замечательно».
Исследование подчеркивает важность включения режима физических упражнений в план лечения болезни Паркинсона. «Имеющиеся у нас лекарства предназначены только для симптоматического лечения. Они не меняют течение заболевания», — говорит Тиназ. «Но упражнения, кажется, выходят за рамки и защищают мозг на уровне нейронов».
Хотя это интересное открытие, потребуются дополнительные исследования, чтобы полностью понять нейропротекторный эффект физических упражнений. Команда надеется, что ее работа вдохновит других ученых уделить приоритетное внимание исследованиям физических упражнений и их потенциала, изменяющего течение болезни.
Болезнь Паркинсона является самым быстрорастущим неврологическим заболеванием. По оценкам исследователей, к 2040 году более 12 миллионов человек во всем мире будут жить с этим заболеванием. Новое исследование обещает, что физические упражнения могут помочь смягчить огромные личные и экономические издержки, которые несет эта болезнь. «Упражнения доступны каждому, относительно дешевы и безопасны [если ваш лечащий врач одобрит их]», — говорит Тиназ. «Если он также обладает нейропротекторным эффектом и потенциально может обратить вспять течение заболевания, это стоит отметить и изучить».
