מחקר בראשות מדענים מאוניברסיטת רוטגרס-ניו ברונסוויק הראה שתאים מיוחדים המעורבים באופן הגיב של הגוף לאינסולין מופעלים במוח לאחר פעילות גופנית, מה שמצביע על כך שפעילות גופנית עשויה לשפר ישירות את תפקוד המוח.
מחקר, שפורסם ב תא מזדקןכתב עת המתמקד בביולוגיה של ההזדקנות, מצביע על כך שניתן לפתח טיפולים המכוונים לפעולת אינסולין זו כדי לקזז או אפילו למנוע התקדמות דמנציה.
"אנו מאמינים שעבודה זו חשובה מכיוון שהיא מציעה שפעילות גופנית עשויה לפעול לשיפור הקוגניציה והזיכרון על ידי שיפור היכולות של האינסולין לפעול על המוח", אמר סטיבן מאלין, פרופסור חבר במחלקה לקינסיולוגיה ובריאות בבית הספר של רוטגרס. אומנויות ומדעים והמחבר הראשי של המחקר.
החוקרים נערכו בשיתוף עם המכון הלאומי להזדקנות של המכון הלאומי לבריאות, והתמקדו בתפקיד שלפוחיות תאיות עצביות, תאים מיוחדים המשתחררים על ידי המוח.
שלפוחיות חוץ-תאיות, שפעם הודחו על ידי חוקרים כ"אבק תאים", צמחו ב-15 השנים האחרונות באופן אקספוננציאלי בהכרה כשחקניות חשובות בעולם המיקרוסקופי של גוף האדם, מה שמקל על הובלת מולקולות מפתח כגון חלבונים בין תאים. עבור מחקר זה, המדענים כיוו שלפוחיות המיוצרות במוח ומעבירות מספר חלבונים המעורבים ברגישות לאינסולין – אחד מהם נקרא Akt.
רגישות לאינסולין היא מדד למידת התגובה של הגוף לאינסולין, הורמון השולט ברמות הסוכר בדם. אנשים עם רגישות גבוהה לאינסולין יכולים להשתמש בגלוקוז בדם בצורה יעילה יותר בגוף, כמו בשרירים שלו, מה שמפחית את רמת הסוכר בדם. לאנשים עם סוכרת, עם הסימפטום העיקרי שלו של רגישות נמוכה לאינסולין או עמידות לאינסולין, יש תאי מוח שפחות מגיבים לאינסולין. זה יכול להיות בעל השפעות שליליות על הקוגניציה.
חוקרים הצליחו לחקור את השלפוחיות על ידי בידודן בדמם של המשתתפים במחקר ניסיוני. הניסוי, שנערך במשך שבועיים, כלל קבוצה של 21 מתנדבים שגילם הממוצע היה 60 והיו להם טרום סוכרת. במהלך המחקר, הם עסקו ב-12 אימונים אישיים, בפיקוח, בני 60 דקות בעצימות בינונית עד גבוהה. המשתתפים בלעו משקה גלוקוז לפני ואחרי האימון. לאחר מכן אספו החוקרים דגימות דם לפני ובמהלך המשקה מהמשתתפים בתחילת ובסוף אימון האימון.
דגימות הדם הראו שמספר שלפוחיות העצבים הנושאות חלבונים המעורבים ברגישות לאינסולין גדל לאחר כל אימון, כאשר Akt היה הבולט ביותר.
"הראינו לראשונה שפעילות גופנית משפיעה על איתות האינסולין משלפוחיות תאיות עצביות ביחס לשיפורים קליניים ברמת הסוכר בדם", אמר מאלין. "ואנחנו משתמשים בשלפוחיות החוץ-תאיות העצביות האלה כאינדיקטור לרגישות לאינסולין במוח."
לפיכך, פעילות גופנית יכולה לשפר את יכולתו של המוח להגיב לאינסולין לתפקוד עצבי, אמר.
אינסולין הוא הורמון המוכר יותר ויותר לווסת את הקוגניציה, את התהליך המנטלי של רכישת ידע דרך מחשבה, חוויה וחושים. טרום סוכרת היא מצב בריאותי חמור המתרחש כאשר רמות הסוכר בדם גבוהות מהרגיל אך אינן גבוהות מספיק כדי לאבחן כסוכרת מסוג 2. אלה עם טרום סוכרת מסתכנים ברמות לא מספיקות של אינסולין בגופם, במיוחד במוח, מה שמגביר את הסיכוי לפתח מחלות דמנציה כמו אלצהיימר, אמר מאלין.
לאינסולין גם תפקיד מכריע ביצירת זיכרון, היזכרות, מהירות עיבוד ותפקוד של סינפסות, מבנים המאפשרים לתאי מוח לתקשר זה עם זה.
"אם אינסולין אינו מספיק במוח, זה אומר שלא רק שתאי המוח יהפכו לחוסר תפקוד פוטנציאלי, אלא שהם עלולים להיכשל באינטראקציה זה עם זה כראוי", אמר מאלין. "זה כמו לשחק בטלפון עם חבר. בשלב מסוים המסר הולך לאיבוד כשהמוח הופך לעמיד לאינסולין".
זמן רב האמינו כי פעילות גופנית משפרת את הקוגניציה, אך המנגנונים המעורבים לא היו ברורים. מחקרים קודמים חשפו ראיות לכך שסוכר גבוה בדם תורם לירידה ביכולתו של המוח לזכור מידע וללמוד מידע חדש.
מאלין אמר כי אינסולין, אשר מיוצר על ידי הלבלב ונוסע למוח כדי לבצע את תפקידיו, ממלא תפקיד מרכזי בקידום זרימת הדם במוח ותפקוד עצבי לצורך קוגניציה.
"העבודה שלנו מציעה שטיפולים המכוונים לפעולת האינסולין במוח עשויים להדוף דמנציה", אמר מאלין.
במחקר חדש, מאלין ועמיתיו בודקים האם התקף פעילות גופנית בודדת יכולה לשפר את היכולת של אינסולין תוך-אף לתמוך בבריאות קוגניטיבית אצל מבוגרים מזדקנים עם השמנת יתר על ידי מדידת זרימת הדם במוח ושלפוחיות תאיות עצביות. התוכניות העתידיות שלהם הן לערוך מחקר אימון אימון לטווח ארוך אשר מעריך שיפורי רגישות לאינסולין במוח ביחס לקוגניציה בקרב מבוגרים.
מדענים אחרים של רוטגרס על המחקר כללו את מיכל בירי, מנהלת המרכז לחקר האלצהיימר של הרברט וג'קלין קריגר קליין בבית הספר לרפואה של רוטגרס רוברט ווד ג'ונסון; ודניאל בטיו, מועמד לדוקטורט בתכנית לתואר שני בקינסיולוגיה ופיזיולוגיה יישומית. מדענים מהמכון הלאומי לבריאות של המכון הלאומי להזדקנות שהיו מעורבים במחקר כללו את Dimitrios Kapogiannis, Maja Mustapic ו-Francheska Delgado-Peraza.