Die Auswirkung körperlicher Betätigung auf kognitive Beeinträchtigungen bei neurodegenerativen Erkrankungen: Von der Pathophysiologie bis hin zu klinischen und rehabilitativen Aspekten Teil 1

Zusammenfassung: Neurodegenerative Erkrankungen sind eine Gruppe von Pathologien, die aufgrund motorischer und kognitiver Einschränkungen zu schweren Behinderungen führen. Insbesondere kognitive Beeinträchtigungen sind ein wachsendes gesundheitliches und sozioökonomisches Problem, das auch heute noch schwer zu bewältigen ist.

Unter neurodegenerativen Erkrankungen versteht man eine Klasse von Erkrankungen, die durch eine Degeneration des Nervensystems gekennzeichnet sind. Diese Krankheiten können die Körperfunktionen eines Patienten, einschließlich des Gedächtnisses, stark beeinträchtigen. Allerdings bedeutet selbst eine neurodegenerative Erkrankung nicht unbedingt, dass das Gedächtnis irreversibel geschädigt ist.

Es gibt viele Dinge, die wir tun können, um die Symptome eines Gedächtnisverlusts zu lindern. Beispielsweise können wir die Gesundheit der Nervenzellen im Gehirn fördern und das Fortschreiten neurodegenerativer Erkrankungen verlangsamen, indem wir eine positive Lebenseinstellung bewahren, soziale Kontakte stärken, an kulturellen und künstlerischen Aktivitäten teilnehmen und beharrlich Sport treiben.

Eine Behandlung, die allgemein als wirksam angesehen wird, ist kognitives Training, etwa Gedankenspiele und kognitive Übungen, die speziell auf die kognitiven Fähigkeiten abzielen und nachweislich zur Verbesserung des Gedächtnisses und der Denkfähigkeiten beitragen, insbesondere bei Menschen mit neurodegenerativen Erkrankungen. Krankheitspatienten.

Schließlich müssen wir auch auf unsere körperliche und geistige Gesundheit achten und ungesunde Lebensgewohnheiten wie übermäßigen Stress, Schlaflosigkeit, Bewegungsmangel, schlechte Ernährung usw. vermeiden. Diese Faktoren können die Funktion unseres Gehirns beeinträchtigen.

Wir sollten glauben, dass wir durch die gemeinsame Wirkung einer positiven Lebenseinstellung, wissenschaftlicher Behandlungsmethoden und guter Gesundheitsgewohnheiten, selbst wenn wir an neurodegenerativen Erkrankungen leiden, dennoch eine positive Lebenseinstellung bewahren, verschiedene Schwierigkeiten überwinden und ein gesundes Leben führen können Körper und Seele zu schützen und nicht zuzulassen, dass Krankheiten zu einem Stolperstein werden, der unser Leben beeinträchtigt. Es ist ersichtlich, dass wir das Gedächtnis verbessern müssen, und Cistanche deserticola kann das Gedächtnis erheblich verbessern, da Cistanche deserticola ein traditionelles chinesisches Arzneimittel ist, das viele einzigartige Wirkungen hat, darunter die Verbesserung des Gedächtnisses. Die Wirksamkeit von Cistanche deserticola beruht auf den zahlreichen darin enthaltenen Wirkstoffen, darunter Gerbsäure, Polysaccharide, Flavonoidglykoside usw. Diese Inhaltsstoffe können die Gesundheit des Gehirns auf verschiedene Weise fördern.

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Da es keine pharmakologisch wirksamen Behandlungsmöglichkeiten für kognitive Defizite gibt, wächst das wissenschaftliche Interesse an den möglichen Auswirkungen eines gesunden Lebensstils auf diese. In diesem Zusammenhang gewinnt körperliche Aktivität als primäre Präventionsmaßnahme, nichtpharmakologische Therapie und Rehabilitationsinstrument zur Verbesserung kognitiver Funktionen bei neurodegenerativen Erkrankungen immer mehr an Bedeutung.

In dieser deskriptiven Übersicht beleuchten wir die neurobiologischen Wirkungen körperlicher Bewegung, die Neuroplastizität und Neuroprotektion fördern können, indem sie auf Zytokin- und Hormonebene wirken, sowie die daraus resultierenden positiven klinischen Auswirkungen auf Patienten mit kognitiven Beeinträchtigungen.

Schlüsselwörter: körperliche Aktivität; Übung; Rehabilitation; Alzheimer-Erkrankung; Parkinson-Krankheit.

1. Einleitung
Neurodegenerative Erkrankungen sind eine Gruppe erblicher Erkrankungen des Zentralnervensystems, die eine langsame, fortschreitende Schädigung bestimmter Neuronenpopulationen und ihrer Verbindungen verursachen [1].

Sie können schwerwiegende klinische Folgen haben, wie motorische und kognitive Behinderungen sowie Pflegeabhängigkeit [2]. Insbesondere die Beeinträchtigung kognitiver Fähigkeiten ist ein wachsendes gesundheitliches und sozioökonomisches Problem.

Schätzungen zufolge wird die Zahl der Fälle von Demenz und leichter kognitiver Beeinträchtigung (MCI) in Europa von 7,7 Millionen im Jahr 2001 auf 15,9 Millionen im Jahr 2040 ansteigen [3]. Nach Schätzungen des Global Burden of Disease aus dem Jahr 2003 trug Demenz zu 11,2 % der mit Behinderungen gelebten Jahre bei Menschen ab 60 Jahren bei, mehr als Schlaganfälle, Muskel-Skelett-Erkrankungen, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und alle Formen von Krebs [4].

Es wird prognostiziert, dass die Kosten von Demenz auf dem gesamten europäischen Kontinent zwischen 2008 und 2030 um etwa 43 % auf über 250 Milliarden Euro steigen werden. Daher stellt die Erforschung dieser Krankheit eine echte Herausforderung für Ärzte und Rehabilitatoren dar.

Viele Behandlungsstrategien wurden getestet, wobei sowohl Medikamente als auch Rehabilitationstechniken zum Einsatz kamen [5]. Darüber hinaus wird der Bedeutung des Lebensstils sowohl für die Behandlung als auch für die Prävention kognitiver Einschränkungen aufgrund neurodegenerativer Erkrankungen großes Interesse beigemessen [6].

Unter den Lebensgewohnheiten erscheint die mögliche Rolle körperlicher Aktivität immer interessanter. Über die positiven Auswirkungen von körperlicher Betätigung (PE) auf die Gehirnaktivität wird seit langem diskutiert [7]. Raichlen et al. berichteten über eine positive Korrelation zwischen der Größe des menschlichen Gehirns und der Ausdauerleistungsfähigkeit, was auf eine Koevolution zwischen Fortbewegung und Kognition beim Menschen schließen lässt [8].

Allerdings hat PE erst seit kurzem die Aufmerksamkeit der internationalen wissenschaftlichen Gemeinschaft auf sich gezogen, insbesondere im Hinblick auf seine möglichen Auswirkungen auf kognitive Funktionen, räumliches Lernen und Gedächtnis, als nicht-medikamentöse Methode zur Erhaltung der Gehirngesundheit und zur Behandlung neurodegenerativer und psychiatrischer Erkrankungen [9].

Die positiven Auswirkungen von Aerobic- und Widerstandsübungen bei erwachsenen und geriatrischen Bevölkerungsgruppen wurden nachgewiesen [10], und ebenso scheinen rehabilitative therapeutische Übungen ein wirksames Instrument zu sein, um das unvermeidliche Fortschreiten kognitiver Beeinträchtigungen bei Pathologien wie Demenz zu verlangsamen [11] .

Somit bietet PE einen nichtpharmakologischen Ansatz zur Verlangsamung des altersbedingten Rückgangs und zur Verringerung krankheitsbedingter kognitiver Beeinträchtigungen bei älteren Erwachsenen durch die Reduzierung von Risikofaktoren und seine neuroprotektive Kapazität.

Dennoch sind die biochemischen und molekularen Grundlagen, die den Neuroplastizitätsmechanismen zugrunde liegen, teilweise noch unklar, ebenso wie die Prozesse, die die Auswirkungen von PE in neurologische und klinische Vorteile umsetzen [12].

Ziel dieser Literaturübersicht ist es, zu untersuchen, ob PE eine klinisch positive und rehabilitierende Wirkung auf kognitive Beeinträchtigungen im Zusammenhang mit neurodegenerativen Erkrankungen hat, und die neurobiologischen Mechanismen, die diese Prozesse erklären, besser zu verstehen.

2. Körperlich bedingte neurobiologische Prozesse bei neurodegenerativen Erkrankungen

Die Aufrechterhaltung der kognitiven Funktion liegt in den Prozessen der Neuroplastizität und Neuroprotektion (Abbildung 1).

Neuroplastizität ist die Fähigkeit des Gehirns, funktionelle und strukturelle Eigenschaften zu verändern, um auf sich ändernde Anforderungen zu reagieren, und führt zum Lernen und zum Erwerb von Fähigkeiten [13]. Es ist bekannt, dass PE die Neuroplastizität bestimmter Gehirnregionen erleichtert und dadurch verbessert kognitive Funktionen [14].

Farmer et al. zeigten, dass Hippocampus-Neuronen als Reaktion auf körperliche Betätigung aus einer einzigen Population von Stammzellen wachsen und sich entwickeln [15]. Neue Neuronen sind flexibler bei der Herstellung von Verbindungen als reife, was gesundes Lernen, ein gutes Gedächtnis und eine Stimmungsregulierung ermöglicht [16].

Darüber hinaus spielt der Hippocampus eine Rolle, damit viele Gehirnaktivitäten ordnungsgemäß funktionieren, indem er einige stimulierende Faktoren wie den aus dem Gehirn stammenden neurotrophen Faktor (BDNF), den aus Glia stammenden neurotrophen Faktor (GDNF) und den insulinähnlichen Wachstumsfaktor (IGF) ausschüttet. 3}}), die zusammen mit Synapsinen und Synaptophysinen eine Herunterregulierung von oxidativem Stress und apoptotischen Funktionen induzieren [17]. In Tier- und Humanstudien wurde eine erhöhte Freisetzung schützender Neurotrophine mit PE in Verbindung gebracht [18].

2.1. Durch körperliche Betätigung induzierte Neurotrophinmodulation

BDNF gehört zu einer Familie kleiner, sekretierter Proteine, zu denen auch der Nervenwachstumsfaktor Neurotrophin 3 und Neurotrophin 4 gehören. Es wirkt als antiapoptotisches und antioxidatives Mittel und neigt dazu, alle durch Mikroglia und proinflammatorische Zytokine induzierten Autophagieprozesse zu unterdrücken [19].

BDNF zeichnet sich unter allen Neurotrophinen durch seine hohe Expression im Gehirn und seine starke Wirkung an Synapsen aus [20]. Darüber hinaus haben Churchill et al. im Jahr 2002 wies darauf hin, dass BDNF-Neurotrophin an Informationsspeicherprozessen im Langzeitgedächtnis und beim Lernen beteiligt ist [21].

Physiologisch gesehen werden die Mikroglia nach einem ischämischen Insult aktiviert und wirken proinflammatorisch, was zu einem Anstieg der freien oxidativen Radikale (ROS) führt, auf die neuronale Zellen zu reagieren versuchen, indem sie ATP verbrauchen und zwangsläufig absterben. Daher könnte eine Erhöhung des BDNF-Spiegels durch PE die Auswirkungen dieser Ereignisse verringern [21]. PE erhöht die Expression von BDNF, aber auch von IGF-1, das mit BDNF interagiert, um durch körperliche Betätigung induzierte kognitive Zuwächse zu vermitteln [22–24].

Mattson et al. schlugen vor, dass, da Ausdauertraining die BDNF-Expression im Gehirn erhöht, die Verbesserung der Trainingskapazität das Gehirnwachstum, insbesondere im Hippocampus, positiv fördern kann [25]. Es ist also bekannt, dass Trainingstraining die neuronalen Funktionen der Amygdala und des Hippocampus verbessert, da dies anscheinend der Fall ist erhöhen die Konzentration der BDNF/TrkB-Signalmoleküle [26].

Fahimi et al. berichteten, dass etwa vierwöchiges Laufband- und Laufradtraining bei Mäusen viele Veränderungen mit sich brachte, wie z. B. einen signifikanten Anstieg der BDNF-mRNA- und Proteinspiegel, eine signifikant erhöhte synaptische Belastung im Gyrus dentatus, Veränderungen in der Morphologie von Astrozyten und die Ausrichtung von Astrozytenprojektionen auf Zellen des Gyrus dentatus [27]. ].

Zsuga et al. schlugen auch vor, dass BDNF den neuronalen Dopamingehalt und seine Freisetzung moduliert, die für die neuronale Plastizität, das neuronale Überleben, das Lernen und das Gedächtnis von wesentlicher Bedeutung sind [28]. Der Anstieg der BDNF-Konzentration im Blut nach PE scheint also ein präventiver Faktor für kognitive Beeinträchtigungen zu sein. Wie BDNF fördert auch IGF-1 das neuronale Wachstum, das Überleben und die Differenzierung.

Die Blutkonzentration scheint bei älteren Erwachsenen nach 6 Monaten mäßiger bis hoher Widerstandsübungen anzusteigen [29]. Obwohl die spezifischen molekularen Wirkungen von IGF-1, die zu einer verbesserten kognitiven Leistung bei älteren Tieren beitragen, unbekannt bleiben, gibt es neue Hinweise darauf, dass die synaptische Morphologie und Funktion durch IGF-1 reguliert wird. Shi et al. quantifizierte die gesamten synaptischen Profile sowie die synaptischen Profile in Multiple Spinebouton (MSB)-Komplexen in der CA1-Region des Hippocampus und bestimmte die Länge der postsynaptischen Dichte (PSD).

Die Ergebnisse deuteten auf eine Abnahme der Gesamtsynapsen zwischen mittlerem und hohem Alter hin, aber die IGF-1-Infusion bei alten Tieren erhöhte die PSD-Länge und die Anzahl der MSB-Synapsen. Diese Veränderungen scheinen morphologische Korrelate einer erhöhten synaptischen Wirksamkeit zu sein und legen nahe, dass die IGF-1-Spiegel die synaptische Funktion in der CA1-Region des Hippocampus beeinflussen [30].

Diese Ergebnisse könnten darauf hinweisen, dass zirkulierendes IGF-1für den Schutz der normalen Gehirnfunktion unerlässlich ist. Darüber hinaus haben Trejo et al. zeigten, dass Verhaltens- und synaptische Defizite bei Mäusen mit IGF-1--Mangel durch längere systemische Verabreichung von IGF-1 verbessert wurden, was die Dichte glutamaterger Knöpfe im Hippocampus normalisierte. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass zirkulierendes IGF-1 durch seine trophischen Wirkungen auf zentrale Glutamat-Synapsen auch die Funktion des reifen Gehirns, dh das Lernen und die synaptische Plastizität, beeinflusst [31].

Daher ist die Erhöhung des zirkulierenden IGF-1-Spiegels durch PE nicht nur wichtig, um das Auftreten einer kognitiven Beeinträchtigung zu verhindern, sondern auch, um die kognitive Leistung der Betroffenen zu verbessern.

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