人所共知,通顺故意肉体健康。还是有大量的照应效果标明,礼貌地通顺不仅能塑造肌肉的模式和增强肌肉的功能,还能改善包括骨骼、血管、免疫系统,以及核心和周围神经系统。
咫尺,一项新的照应发现,通顺对单个神经元也有公正。他们不雅察到,在通顺经由中,肌肉在削弱时会开释出一种名为肌细胞因子的生化信号。当存在这种信号时,神经元的孕育距离会是未露出于肌细胞因子的神经元的4倍。这标明通顺不错对神经孕育产生显耀的生化影响。
在对通顺的生化和物理效应作出反适时,通顺神经元(紫色)比莫得阅历通顺携带的神经元推崇出更快的新孕育(绿色)。(图/Angel Bu)
除此除外,照应东说念主员还惊诧地发现,神经元不仅会对通顺的生化信号作念出反应,况且对通顺的纯物理影响也会作出反应。他们不雅察到,当神经元被反复地前后拉伸时,神经元的孕育速率也与当它们露出在肌细胞因子时一样快。
肌肉会对话
其实,在2023年,照应东说念主员就发表了一项对于他们若何让阅历过创伤性肌肉毁伤的小鼠收回灵活智力的照应。在那项照应中,他们先是在毁伤部位植入肌肉组织,然后通过用光反复刺激,来西宾新植入的组织。跟着技能的推移,他们发现经过西宾的移植组织能匡助小鼠收复通顺功能,达到与健康小鼠十分的行为水平。
在分析移植的肌肉组织时,他们发现存礼貌的通顺似乎能够刺激这些移植的肌肉产生某些不错促进神经和血管孕育的生化信号。这是很意念念的发现,因为一直以来,东说念主们齐以为是神经实现着肌肉,但没料想肌肉也能反过来与神经“对话”。是以,在这之后,他们开动念念考,刺激肌肉粗略能促进神经孕育。
然而,对于这种意见,众人的渊博反应是:就算事实如斯,也很难懂释。因为动物体内罕有百种其他细胞类型,很难懂释神经的孕育更多地是因为肌肉,而非免疫系统或其他东西在阐扬作用。
因此,在最新的照应中,照应东说念主员遴荐只聚焦于肌肉以及神经组织,以此来服气西宾肌肉是否对神经的孕育有任何径直影响。
在本质中,他们将小鼠的肌肉细胞培养成长纤维,然后会通酿成一个大致硬币大小的纯属肌肉组织小薄片。他们对肌肉进行了基因修饰,使其能在光照下削弱。通过这种修饰,照应团队不错通过重迭地能干光,使肌肉以效法通顺行动的样子作念出反应。
在之前的照应中,他们开荒并使用了一种凝胶垫,能用来在上头孕育和西宾肌肉组织。这种凝胶的特色是,当照应东说念主员刺激肌肉通顺时,它不错撑捏肌肉组织,注释肌肉零碎。
然后,照应东说念主员网罗了用来西宾肌肉组织的周围溶液,并推断溶液中应该含有肌细胞因子,包括孕育因子、RNA,以过火他卵白质的羼杂物。肌细胞因子是肌肉分泌的一种生化物资,其中有一些可能对神经故意,还有一些可能与神经无关。
照应东说念主员研讨,肌肉险些老是在分泌肌细胞因子,但当它们在西宾时,会分泌更多。
生化效应
照应东说念主员将肌细胞因子溶液转动到一个单独的培养皿中,这个培养皿中含有通顺神经元,也便是存在于脊髓中的实现参与自主通顺的肌肉的神经。这些神经元是通过小鼠干细胞培养的。与肌肉组织一样,它们也在近似的凝胶垫上孕育。
照应东说念主员不雅察到,当神经元露出于肌细胞因子羼杂物后,它们会马上开动孕育,比未领受生化溶液的神经元快4倍。
通顺神经元在5天内对与通顺相关的生化和机械信号作念出反应,显耀加强了孕育。绿色的球代表轴突向外孕育的神经元簇。(图/Angel Bu)
为了更仔细地不雅察神经元是若何反馈通顺诱发的肌细胞因子而发生变化的,照应东说念主员进行了基因分析。他们从神经元中索要了RNA,不雅察了肌细胞因子是否会携带某些神经元基因的抒发发生任何变化。
他们发现,在通顺刺激的神经元中,很多基因的上调不仅与神经元的孕育相关,还与神经元的纯属度、它们与肌肉和其他神经的“调换”有多好,以及轴突的纯属度相关。通顺不仅影响了神经元的孕育,况且似乎还会影响它们的纯属度和功能的细腻进度。
纯物理效应
在服气了通顺的生化效应不错促进神经元的孕育之后,照应东说念主员还想知说念:通顺对肉体的纯影响本人是否也能带来近似的公正?具体少量来说,因为神经元在物理上与肌肉连接,是以它们也会跟着肌肉的伸展和通顺。那么,即使莫得来自肌肉的生化信号,是否也不错通过往复拉扯神经元来效法通顺的机械力,进而对孕育产生影响?
为了回话这个问题,照应东说念主员在镶嵌了狭窄磁铁的凝胶垫上培养了一组不同的通顺神经元。然后,他们使用外部磁铁往复浪荡凝胶垫和神经元。通过这种样子,这些神经元每天获取了30分钟的“西宾”。
令东说念主惊诧的是,他们发现这种机械通顺刺激的神经元孕育,与肌细胞因子携带的一样多,齐比未领受任何体式的通顺的神经元孕育得更长。这标明,通顺的生化效应和物理效应同等进犯。
“通顺如药”的第一步
这项照应揭示了通顺经由中肌肉与神经之间的预计,并为建造受损和恶化的神经提供与通顺相关的潜在休养要津。举例,通过刺激肌肉,粗略就不错促进神经愈合,让那些因创伤性毁伤或神经退行性疾病而失去行为智力的东说念主收复。
诚然昔日的照应也标明肌肉行为与神经孕育之间存在潜在的生化预计,但这项照应是初度解释,通顺的物理效应也雷同进犯。这是意会和实现通顺看成药物的第一步。接下来,团队决议进一步照应若何哄骗有针对性的肌肉刺激来孕育和休养受损的神经,以及收复患有神经退行性疾病的东说念主的行为智力。
#创作团队:
原文:Jennifer Chu
编译:糖兽
排版:雯雯
#参考着手:
https://news.mit.edu/2024/when-muscles-work-out-they-help-neurons-grow-1112
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202403712
#图片着手:
封面图&首图:Angel Bu via MIT News