Protein Mitokondria Mengungkap Mekanisme Latihan Fisik Meningkatkan Memori, Pembelajaran, dan Aktivitas Motorik pada Model Tikus Ensefalopati Iskemik Hipoksia Bagian 1

Abstrak:

Latar Belakang: Latihan fisik telah terbukti meningkatkan fungsi kognitif dan motorik, meningkatkan neurogenesis dan menunjukkan manfaat terapeutik pada gangguan neurodegeneratif.

Manfaat fisik dari olahraga lebih dari sekadar menjaga kesehatan tubuh. Ini juga membantu meningkatkan fungsi otak, terutama memori. Penelitian menunjukkan bahwa olahraga teratur memperkuat koneksi saraf di otak dan meningkatkan sirkulasi darah yang sehat.

Ada beberapa cara untuk meningkatkan daya ingat melalui olahraga. Diantaranya, latihan aerobik yang sangat efektif, seperti lari, bersepeda, berenang, dll. Latihan ini meningkatkan detak jantung dan pernapasan serta meningkatkan sirkulasi darah dalam tubuh. Lebih penting lagi, latihan aerobik juga dapat merangsang otak untuk melepaskan neurotransmiter seperti dopamin, meningkatkan mood, meningkatkan ambang batas kecemasan, serta mengurangi depresi dan masalah lainnya.

Selain itu, latihan kekuatan juga dapat membantu meningkatkan daya ingat. Jenis pelatihan ini membantu membangun tingkat metabolisme tubuh dan meningkatkan ekskresi lebih banyak asam lemak. Ini membantu meningkatkan kadar lipid dalam darah, yang berdampak positif pada fungsi otak.

Selain itu, olahraga dengan intensitas rendah seperti yoga juga dapat membantu memperkuat koneksi saraf di otak. Jenis olahraga ini memberikan dampak lembut pada otak serta dapat menenangkan dan merilekskan otak.

Secara keseluruhan, dampak olah raga terhadap kesehatan manusia sangatlah penting, terutama terhadap peningkatan fungsi otak. Apa pun jenis olah raga yang kita pilih, selama kita tekun dan tekun, kita akan mendapatkan hasil yang positif, sehingga kita bisa hidup sehat, santai, dan bahagia! Terlihat bahwa kita perlu meningkatkan daya ingat, dan Cistanche deserticola dapat meningkatkan daya ingat secara signifikan karena Cistanche deserticola merupakan bahan obat tradisional Tiongkok yang memiliki banyak khasiat unik, salah satunya meningkatkan daya ingat. Khasiat Cistanche deserticola berasal dari berbagai bahan aktif yang dikandungnya, antara lain asam tanat, polisakarida, glikosida flavonoid, dll. Bahan-bahan tersebut dapat meningkatkan kesehatan otak melalui berbagai jalur.

Klik tahu 10 cara meningkatkan daya ingat

Meskipun demikian, penting untuk menyelidiki mekanisme seluler dan molekuler yang menyebabkan hal ini terjadi. Penelitian ini bertujuan untuk menguji dan mengevaluasi efek latihan berenang terhadap perubahan protein mitokondria pada otak tikus dengan ensefalopati hipoksik-iskemik (HIE). Metode: tes tiang vertikal dan labirin air Morris digunakan untuk menilai fungsi motorik dan kognitif hewan, dan western blot dan imunofluoresensi jaringan otak digunakan untuk menilai biomarker apoptosis mitokondria dan stabilitas krista sebagai respons terhadap pelatihan olahraga.

Empat kelompok tikus digunakan: (1) kelompok menetap palsu (SHAM, NT), (2) kelompok pelatihan latihan palsu (SHAM, T) (3) kelompok menetap ensefalopati hipoksik-iskemik (HIE, NT), dan (4) hipoksia -kelompok pelatihan latihan ensefalopati iskemik (HIE, T).

Hasil: hewan dengan HIE menunjukkan defisit motorik dan kognitif, serta peningkatan ekspresi protein apoptosis. Sebaliknya, olahraga meningkatkan fungsi motorik dan kognitif sekaligus menekan ekspresi protein apoptosis.

Kesimpulan: Dengan menstabilkan krista mitokondria dan menekan kaskade apoptosis, latihan fisik memberikan perlindungan saraf pada cedera otak akibat iskemia hipoksia.

1. Perkenalan

Ensefalopati hipoksik-iskemik (HIE) adalah jenis kerusakan sistem saraf pusat yang serius pada neonatus yang disebabkan oleh hipoksia perinatal. HIE adalah penyebab utama kematian bayi pada neonatus cukup bulan dan prematur, serta masalah kronis yang serius, termasuk Cerebralpalsy, kelainan neurosensori, dan defisit kognitif [1,2].

HIE mempengaruhi 1 hingga 8 dari 1000 kelahiran hidup di negara-negara maju dan hingga 26 dari 1000 kelahiran hidup di negara-negara berkembang, yang merupakan 23% dari seluruh kematian bayi di seluruh dunia [3,4].

Kelainan perinatal, seperti hipoksia, dapat menyebabkan kerusakan otak, yang biasanya diikuti dengan gangguan neurologis, seperti Cerebral Palsy atau keterbelakangan mental. Proses yang menyebabkan kerusakan otak pada bayi baru lahir masih belum jelas; Namun, mitokondria memainkan peran penting, tidak hanya penting untuk metabolisme, tetapi juga mengandung beberapa protein dengan kemampuan apoptosis [5].

Olahraga mengurangi defisit motorik yang disebabkan oleh cedera otak dengan menekan kematian sel saraf apoptosis di korteks motorik [6]. Selain itu, hal ini telah mendapatkan reputasi di kalangan ahli terapi fisik pediatrik sebagai intervensi pilihan untuk anak-anak dengan Cerebral Palsy [7].

Dengan bertambahnya bukti dari penelitian pada hewan dan manusia yang mendukung pandangan bahwa latihan fisik meningkatkan neuroplastisitas dan dengan demikian mengurangi risiko beberapa penyakit neurodegeneratif [8-10]. Meskipun banyak penelitian [11-14] sepakat bahwa latihan fisik meningkatkan fungsi otak dengan meningkatkan neuroplastisitas dan kognisi, hanya sedikit yang berusaha menjelaskan respons protein mitokondria yang terlibat dalam apoptosis terhadap latihan fisik.

Karena olahraga menjadi sangat penting untuk menjaga kesehatan secara teratur, pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme molekuler dimana olahraga memberikan efek menguntungkan bagi tubuh adalah hal mendasar untuk mengidentifikasi jalur yang lebih spesifik yang dapat dimanipulasi untuk mencegah atau mengobati penyakit [15].

Mitokondria memainkan peran penting dalam degenerasi saraf neonatal setelah stres hipoksia, dan disfungsinya merupakan tahap kritis dalam perkembangan neurodegeneratif, yang berhubungan dengan induksi jalur kematian sel yang merupakan ciri utama cedera hipoksia-iskemik [16].

Mitokondria mengaktifkan beberapa jalur sinyal apoptosis dan interaksi protein, termasuk; sitokrom c (Cyto. C), faktor penginduksi apoptosis (AIF), endonuklease G (Endo G), dan aktivator caspase (Smac) turunan mitokondria kedua, untuk melepaskan protein pro-apoptosis dari antarmembran, yang berpuncak pada apoptosis intrinsik [17 ,18].

Jalur mitokondria, yang menandakan kematian sel melalui apoptosis, diaktifkan oleh berbagai pemicu stres, termasuk iskemia hipoksia. Permeabilisasi membran mitokondria bagian luar, OMM [juga disebut sebagai permeabilisasi membran luar mitokondria (MOMP)] adalah peristiwa utama dalam apoptosis yang dimediasi mitokondria, yang memungkinkan protein mitokondria yang berbeda untuk pindah ke sitosol dan meningkatkan aktivasi procaspase [19].

Lebih lanjut, [20] melaporkan bahwa olahraga meningkatkan jumlah salinan DNA mitokondria (mtDNA) di korteks dan hipokampus, yang secara langsung dipengaruhi oleh HIE. Penelitian ini menguji efek olahraga terhadap kinerja kognitif dan motorik dengan menyoroti respons protein apoptosis mitokondria. setelah penghinaan hipoksia-iskemik dan olahraga.

Kami menyelidiki efek latihan berenang pada apoptosis mitokondria di hipokampus dan korteks serebral pada gangguan motorik dan kognitif yang diinduksi HIE.
2. Hasil

2.1. Latihan Berenang Meningkatkan Kinerja Motorik dan Kognitif

Kami melakukan tes tiang vertikal dan labirin air Morris (MWM) untuk menentukan apakah latihan berenang meningkatkan kinerja motorik, pembelajaran, dan memori spasial pada tikus HIE.

Menurut [21], uji tiang vertikal digunakan untuk menilai kinerja motorik, dan hasil pada Gambar 1A menunjukkan bahwa kinerja motorik tikus HIE lebih rendah dibandingkan dengan tikus kontrol (p < 0.{{ 4}}5). Latihan berenang, di sisi lain, meningkatkan kinerja motorik tikus, meskipun tidak signifikan secara statistik pada (p <0,05). MWM adalah tugas pembelajaran spasial yang mengharuskan tikus untuk menemukan platform tersembunyi di genangan air yang tidak tembus cahaya menggunakan isyarat visual.

Akuisisi pembelajaran spasial pada tikus kontrol dan tikus HIE diamati mengalami penurunan latensi untuk mencapai platform tersembunyi pada hari ke 6. Tikus yang melakukan latihan berenang secara signifikan mengungguli tikus kontrol seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1B.

Untuk mengevaluasi memori referensi, kami melakukan tes probing 24 jam setelah sesi pelatihan terakhir (hari ke-6), yang dilakukan tanpa platform tersembunyi. Seperti yang diharapkan, tikus yang berolahraga menunjukkan peningkatan memori yang cukup besar, seperti yang ditunjukkan oleh peningkatan jumlah mereka melintasi area tersebut. kuadran target (Gambar 1E). Selama sesi MWM, tikus kontrol dan latihan melakukan perjalanan jarak yang bervariasi dan kecepatan swamat yang bervariasi (Gambar 1C, D).

Temuan ini menunjukkan bahwa latihan renang meningkatkan fungsi motorik dan kognitif. Secara keseluruhan, hasil kami mendukung konsep bahwa olahraga meningkatkan fungsi motorik, pembelajaran spasial, dan retensi memori.

2.2. Protein Mitokondria dalam Sitoplasma Hipokampus

Indikator apoptosis mitokondria di bagian sitosol; sitokrom c, faktor penginduksi apoptosis (AIF), dan caspase terpecah-3, serta Smac/Diablo dan OPAl, meningkat secara signifikan pada HlE, seperti yang ditunjukkan oleh semi-kuantifikasi Western blot (Gambar 2).

Sitokrom c (Gambar 2B), caspase terbelah-3 (Gambar 2C), AlF (Gambar 2A), dan Smac/Diablo (Gambar 2D) semuanya diekspresikan secara berbeda dalam HlE dengan dan tanpa berolahraga, namun tidak ada perbedaan yang signifikan secara statistik perbedaan jika dibandingkan dengan SHAM, NT. Namun demikian, sitosolikOPA1 menunjukkan perbedaan yang signifikan secara statistik pada HlE, NT, Gambar 2E.

For more information:1950477648nn@gmail.com