Fiziksel Aktivite Beyin Fonksiyonunu Geliştirir ve Bunama Riskini Azaltır
Birlikte yürütülen bir çalışma ile Rutgers University-New Brunswick’deki bilim insanlarının önderliğinde yapılan bir araştırma, vücudun insüline nasıl yanıt verdiği ile ilgili uzmanlaşmış hücrelerin egzersiz sonrasında beyinde aktive olduğunu gösterdi, bu da fiziksel aktivitenin doğrudan beyin fonksiyonunu iyileştirebileceğini öne sürüyor.
Yaşlanma Hücresi adlı, yaşlanmanın biyolojisi üzerine odaklanmış bir dergide yayımlanan bir çalışma, bu insülin etkisine odaklanan terapilerin demans ilerlemesini önlemek veya hatta engellemek için geliştirilebileceğini göstermektedir.
Bu çalışmanın önemli olduğunu düşünüyoruz çünkü egzersizin kognisyonu ve hafızayı iyileştirebileceğini, insülinin beyindeki etkilerini iyileştirerek yapabileceğini göstermektedir.”
Çalışmanın baş yazarı ve Rutgers Sanat ve Bilimler Fakültesi’nin Kinesiyoloji ve Sağlık Bölümü’nde yardımcı doçent olan Steven Malin
Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Yaşlanma Enstitüsü ile iş birliği içinde yürütülen araştırmacılar, beyin tarafından salınan uzmanlaşmış hücreler olan nöronal ekstrasellüler veziküllerin rolüne odaklandı.
Bir zamanlar araştırmacılar tarafından “hücre tozu” olarak görmezden gelinen ekstrasellüler veziküller, son 15 yılda insan vücudunun mikroskobik dünyasında önemli oyuncular olarak kabul görmüş, hücreler arasında protein gibi ana moleküllerin taşınmasını sağlamıştır. Bu çalışma için bilim insanları, insülin duyarlılığında rol oynayan birkaç proteini taşıyan beyinde üretilen veziküllere odaklandılar – bunlardan biri Akt adı verilen proteindir.
İnsülin duyarlılığı, vücudun insüline nasıl yanıt verdiğinin bir ölçüsüdür, kan şekeri seviyelerini kontrol eden bir hormondur. Yüksek insülin duyarlılığına sahip olan kişiler kan glukozunu, örneğin kaslarında, daha etkili bir şekilde kullanabilir ve bu da kan şekeri seviyelerini azaltır. Diyabetli kişiler, düşük insülin duyarlılığı veya insülin direnci olan ana belirtisine sahip oldukları için, beyin hücreleri insüline daha az duyarlı olabilir. Bu, kognisyon üzerinde olumsuz etkilere sahip olabilir.
Araştırmacılar, deneysel bir çalışmadaki katılımcıların kanında bu vezikülleri izole ederek çalışmışlardır. İki hafta boyunca yapılan deneyde, ortalama yaşı 60 olan ve prediyabeti olan 21 gönüllüden oluşan bir grup yer almıştır. Çalışma süresince, gönüllüler, orta ve yüksek yoğunlukta 12 bireysel, denetimli, 60 dakikalık egzersiz seansına katılmışlardır. Katılımcılar egzersiz öncesi ve sonrasında bir glukoz içeceği almışlardır. Araştırmacılar daha sonra, egzersiz eğitiminin başlangıcında ve sonunda katılımcılardan içecek sırasında kan örnekleri almışlardır.
Erken beyin değişiklikleri, Huntington hastalığında belirtilerden yirmi yıl önce tespit edildi
Bunun üzerine katılımcıların kanında bulunan insülin duyarlılığı ile ilgili proteinleri taşıyan nöronal veziküllerin sayısının her egzersiz sonrasında arttığı, bunlar arasında en dikkat çekici olanın Akt olduğu gösterilmiştir.
Malin, “İlk kez egzersizin, beyindeki nöronal ekstrasellüler veziküllerden insülin sinyallemesini etkilediğini ve klinik iyileşmelerle ilişkili olarak kan şekeri değerlerini gösterdik.” dedi. “Ve bu nöronal ekstrasellüler vezikülleri, beyin insülin duyarlığı göstergesi olarak kullanıyoruz.” dedi.
Bu nedenle, egzersizin potansiyel olarak, nöronal işlev için insüline yanıt verme kapasitesini artırabileceğini söyledi.
İnsülin, bilgiyi düşünce, deneyim ve duyular aracılığıyla edinme zihinsel sürecini düzenleyen, pankreas tarafından üretilen ve beyne işlevlerini yerine getirmek üzere giden bir hormonun, kognisyonu teşvik etmede merkezi bir rol oynadığı giderek daha fazla tanınmaktadır. Prediyabet, kan şekeri seviyelerinin normalden yüksek ancak Tip 2 diyabet olarak teşhis edilecek kadar yüksek olmadığı ciddi bir sağlık durumudur. Prediyabeti olan kişiler, vücutlarında, özellikle beyinde yetersiz insülin seviyelerine sahip olma riski taşımakta, bu da Alzheimer gibi demans hastalıklarını geliştirme olasılıklarını artırmaktadır.
Malin’e göre insülin, hafıza oluşturma, hatırlama, işleme hızı ve sinapsların işlevi, beyin hücrelerinin birbirleriyle iletişim kurmalarına izin veren yapılar, arasında kritik bir rol oynamaktadır.
“Eğer beyinde insülin yetersizse, bu sadece beyin hücrelerinin potansiyel olarak işlevsiz hale gelmesi anlamına gelmez, aynı zamanda birbirleriyle doğru şekilde etkileşime giremeyebilirler.” dedi Malin. “Bu, bir arkadaşınızla telefon oyununu oynamak gibidir. Beyin insülin dirençli hale geldiğinde, mesaj bazı noktalarda kaybolur.”
Egzersizin kognisyonu iyileştirdiğine inanılmıştır, ancak bu süreçteki mekanizmalar belirsiz kalmıştır. Geçmiş çalışmalar, yüksek kan şekeri seviyelerinin beyin fonksiyonunu hatırlama ve yeni bilgi öğrenme yeteneğini azalttığına dair kanıtlar ortaya koymuştur.
Malin, pankreas tarafından üretilen ve beyne gidip fonksiyonlarını gerçekleştiren insülinin, beyindeki kan akışını ve kognisyon için nöronal işlevi teşvik etmede merkezi bir rol oynadığını belirtti.
“Çalışmamız, beyin insülin etkisine odaklanan tedavilerin demansı önleyebileceğini gösterebilir.” dedi Malin.
Yeni bir çalışmada, Malin ve meslektaşları, tek bir egzersiz seansının, yaşlılarda obezite ile ilişkili bilişsel sağlığı desteklemek için intranazal insülinin yeteneklerini artırıp artırmadığını ölçerek beyin kan akışını ve nöronal ekstrasellüler vezikülleri değerlendirmektedir. Gelecek planları, yaşlılarda kognisyonla ilişkili beyin insülin duyarlılığı iyileştirmelerini değerlendiren uzun vadeli bir egzersiz eğitimi çalışması yapmaktır.
Araştırmada yer alan diğer Rutgers bilim insanları arasında, Rutgers Robert Wood Johnson Tıp Fakültesi’ndeki Herbert ve Jacqueline Krieger Klein Alzheimer Araştırma Merkezi direktörü Michal Beeri ve kinesiyoloji ve uygulamalı fizyoloji lisans programında doktora adayı olan Daniel Battillo bulunmaktadır. Araştırmada yer alan Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Yaşlanma Enstitüsü’nden bilim insanları arasında Dimitrios Kapogiannis, Maja Mustapic ve Francheska Delgado-Peraza bulunmaktadır. Kaynak: Journal reference:Malin, S. K., et al. (2024). Two weeks of exercise alters neuronal extracellular vesicle insulin signaling proteins and pro‐BDNF in older adults with prediabetes. Aging Cell. doi.org/10.1111/acel.14369.
