新しい研究は、筋脳コミュニケーションにおける神経の役割を調査することにより、運動がどのように脳機能を高めるかについて明らかにしました。この研究は、 米国科学アカデミーの議事録は、筋肉が脳細胞の伝達と発達をサポートする分子を放出すること、そしてこの放出は筋肉に動くように指示する神経からの信号によって部分的に引き起こされることを明らかにしました。これらの発見は、運動、筋肉機能、脳の健康の間の複雑な関係を明らかにするのに役立ちます。
これまでの研究では、身体活動中に筋肉が活動すると、血流を通って移動する分子が放出され、脳細胞にプラスの影響を与えることが証明されています。ホルモンや RNA を含む小胞などのこれらの分子は、脳細胞がより強い接続を形成し、より効率的に通信するのに役立ちます。
しかし、この過程で筋肉の動きを引き起こす神経の役割はよくわかっていませんでした。加齢に伴い、または怪我や病気により、筋肉への神経の接続が失われる傾向があります。この神経供給の低下は筋肉の分解を引き起こし、脳を含む広範な臓器の機能不全につながる可能性があります。
研究者らは、筋肉への神経信号が脳機能をサポートする分子の放出にどのような影響を与えるかを調査することを目的とした。彼らは、この筋脳コミュニケーションのメカニズムをより深く理解し、特に高齢者や神経筋疾患を持つ人にとって、このつながりを維持または強化する方法を特定したいと考えていました。もし成功すれば、彼らの発見は筋と脳の相互作用を標的とした治療法を開発するための基礎を提供する可能性があり、筋肉量や神経接続を失っても人々が認知機能を維持できる可能性がある。
筋脳伝達における神経信号の役割を調査するために、研究者らは筋組織の 2 つの異なるモデルを作成しました。1 つは神経細胞を含み、もう 1 つは神経細胞を含まないものです。これにより、この 2 つを比較し、神経の存在が脳を強化する分子を放出する筋肉の能力にどのような影響を与えるかを判断することができました。
筋肉を実験用皿に置き、そこにある組織グループに神経細胞を受け入れ、筋肉と神経細胞が体内で起こるのと同様の接続を形成できるようにしました。これらの神経と筋肉の接続は、神経筋接合部として知られています。筋肉組織の 2 番目のグループには神経細胞が存在しませんでした。これら 2 つのグループを確立した後、研究者らは、脳と神経系に信号を伝える神経伝達物質であるグルタミン酸を使用して神経に接続された筋肉を刺激し、運動中に筋肉が受ける刺激の種類を模倣しました。
次に研究者らは、筋肉から周囲の体液中に放出される分子の量と種類を測定した。彼らは特に 2 種類の分子に注目しました。1 つは脳に有益な効果があることが知られているイリシンのようなホルモン、もう 1 つは細胞間で RNA やその他の分子積荷を運ぶ小さな粒子である細胞外小胞です。
分子の全体量の測定に加えて、チームは小胞内で見つかった特定のタイプの RNA も調べました。これらの RNA 断片は脳細胞の発達と伝達に影響を与える可能性があるためです。
この研究により、いくつかの重要な発見が明らかになりました。まず、神経につながっている筋肉組織は、神経のない筋肉と比べて、脳に有益な分子を大幅に多く放出した。具体的には、神経につながった筋肉はイリシンというホルモンをより多く生成し、これは運動が脳の健康に及ぼすプラスの効果と関連していると考えられています。イリシンは、血液脳関門を通過し、新しい脳細胞が形成されるプロセスである神経新生を促進することにより、脳機能をサポートすることが示されています。
さらに、神経に接続された筋肉は、脳の発達とニューロンの伝達に関連する RNA 断片を運ぶ、より多様な細胞外小胞も放出しました。これらの小胞は、脳細胞がより強力な接続を形成し、より効果的に通信するのに役立つ分子信号を輸送できるため、特に重要です。
研究者らが神経につながった筋肉をグルタミン酸で刺激すると、イリシンと細胞外小胞の放出がさらに大幅に増加することが観察されました。この刺激を受けたグループでは、小胞内で見つかった RNA 断片がより多様であり、筋肉への神経信号が放出される分子の量を増加させるだけでなく、積み荷分子の複雑性を高め、脳機能にとってより有益になることを示唆しています。
これらの発見は、筋脳コミュニケーションの促進において神経信号が果たす重要な役割を強調しています。加齢や損傷により筋肉が神経接続を失うと、これらの脳をサポートする分子を放出する能力が低下し、認知機能の低下やその他の脳関連の問題を引き起こす可能性があります。
この研究は筋脳コミュニケーションにおける神経の役割について新たな洞察を提供しましたが、いくつかの限界がありました。まず、実験は研究室で培養された筋肉組織を使用して行われました。筋肉組織は、特定の要因を分離するのには役立ちますが、生体の複雑な環境を完全には再現していません。今後の研究では、これらの発見が生きた動物、そして最終的には人間にも当てはまるかどうかをテストする必要があります。
研究者らは今後、神経と筋細胞の接合部における正確なメカニズムを調査する予定だ。彼らは、神経インパルスが脳活性化因子の生成に直接影響を与えるのか、それとも主にその放出を調節するのかを解明したいと考えている。この知識は、神経筋疾患や加齢に伴う筋肉喪失を患う人々に対する標的療法の開発に役立つ可能性があります。
研究チームはまた、脳に有益な分子を効率的に生成するためのプラットフォームとして研究室の筋肉モデルを使用することも目指しています。研究者らは、実験室で運動をシミュレートすることで、これらの分子の放出を促進する方法をより深く理解し、怪我や病気のために身体活動ができない人々に運動の利点を模倣する新しい治療法への道を開く可能性があると期待している。 。
研究、 “神経支配は骨格筋からの神経栄養性ミオカインとエキソソームの分泌を調節します」の著者は、Kai-Yu Huang、Gaurav Upadhyay、Yujin Ahn、Masayoshoi Sakeakura、Gelson J. Pagan-Diaz、Younghak Cho、Amanda C. Weiss、Chen Huang、Jennifer W. Mitchell、Jiahui Li、Yanqi Tan、Yu-ヘン・デン、オースティン・エリス・モール、ジー・ドゥ、シャオテイン・チャン、セホン・カン、チェン・チェン、ジョナサン・V・スウィードラー、イム・ソン・ガプ、ラシッド・バシル、チョン・ヒ・ジョン、ガブリエル・ポペスク、マーサ・U・ジレット、マッティア・ガッツォーラ、コン・ヒョンジュン。
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#新しい研究は運動がどのように脳のつながりを強化するかについての洞察を提供します
2024-09-29 18:19:47