近,一项开创性的研究表明,神经系统的健康除了取决于大脑发送至肌肉的指令,还同样取决于从腿部肌肉发送至大脑的信号。从根本上了大脑与神经系统医学--为医生们提供了关于为什么当患有运动神经元病、多发性硬化、脊肌症和其它神经系统疾病的患者运动受限时会迅速衰弱的新线索。
"我们的研究支持的见解是,那些不能进行负重锻炼的人,比如卧床不起的病人,或执行任务的宇航员,他们不仅流失了肌肉密度,还改变了细胞水平的身体化学过程甚至神经系统也受到不利影响。" 米兰大学的Raffaella Adami博士说。
在该研究中,研究人员在28天里限制小鼠使用它们的后肢,而不限制它们的前肢。小鼠持续正常的饮食起居,并没有表现出紧张。在试验结束时,研究人员对大脑中一个叫室管膜下层的区域进行检验。这个区域在很多哺乳动物里具有维护神经细胞健康的作用。它也是神经干细胞产生新的神经元的区域。
与被允许自由活动的对照组小鼠相比,限制身体活动减少了70%的神经干细胞数量。另外,当运动严重减少时,神经元和寡树突胶质细胞--一种支持和隔绝神经细胞的特殊细胞--均不能*成熟。
该研究表明,对腿部的使用,尤其是在负重锻炼中的使用,会发送信号到大脑,这些信号对产生健康神经细胞、对大脑和神经系统健康至关重要。减少锻炼会使身机体难以产生新的神经细胞--这是一些能使我们面对压力和适应生活中的挑战的非常重要的部分。
"我们注定要经常活跃:步行,跑步,蹲坐,使用我们的腿部肌肉举起东西等," Adami说。"神经系统健康并不是一条仅由大脑告诉肌肉要'用力'、'走路'等的单行线。"
研究人员通过分析单个细胞获得了更多新发现。他们发现,限制运动降低了机体的含氧量,这造成了一种缺氧环境并改变新陈代谢。减少运动似乎还影响到了两个基因,其中一个是CDK5Rap1,这是对线粒体健康非常重要的基因。线粒体是细胞中的"发电所",它能释放能量供机体使用。这代表了另一个反馈循环。
这些结果进一步帮助我们理解了很多重要的健康问题,从静态(久坐)生活方式对心血管健康的影响到一些重大疾病,比如脊肌症、多发性硬化和运动神经元病等。
"从2004年以来,我一直对神经系统疾病感兴趣,"该研究的共同作者、米兰大学的Daniele Bottai博士说。"我问自己的问题是:造成这些疾病的原因仅仅是因为脊髓上的损伤和基因突变吗,还是运动能力的降低才是疾病恶化的关键因素?"
这一研究证实了运动的关键作用,并具有一系列的潜在影响。比如,当进行将宇航员送入太空数月甚至数年的任务时,需要记住重力和负重锻炼对维持人体健康至关重要。