تاثیرات فیزیولوژیکی ورزش از جمله تمرین های HIT, MIT در بیماری ضایعه نخاعی (SCI)

آسیب طناب نخاعی (SCI) یک ترومای عصبی عمده با نرخ بالای مرگ و میر است که افراد را از هر گروه سنی تحت تاثیر قرار می دهد. در سطح جهان، بین ۲۵۰۰۰۰ تا ۵۰۰۰۰۰ مورد جدید ضایعه نخاعی (SCI) یا به دلیل انحطاط، بیماری ها یا به طور معمول (تا ۹۰٪) تروما ایجاد می شود. این ضایعه منجر به از دست رفتن می شود. بافت میلین دار مسئول حمل اطلاعات حسی و حرکتی از طریق طناب نخاعی است. پس از آسیب نخاعی، یک سری رویدادهای فیزیولوژیکی رخ می دهد که منجر به نقص های عصبی می شود که بر بسیاری از عملکردهای بدن تأثیر می گذارد. آسیب نخاعی (SCI) به مجموعه ای از آسیب های نخاعی اطلاق می شود که به طور مستقیم یا غیرمستقیم توسط عوامل خارجی ایجاد می شود. بسته به بخش آسیب دیده، علائم می تواند از اختلال حرکتی و حسی تا دیستروفی عضلانی و ظهور رفلکس های پاتولوژیک متغیر باشد. در حال حاضر، فقدان درمان بالینی کافی برای بازگرداندن عملکرد عصبی پس از SCI وجود دارد. نبود راه حل درمانی مناسب می تواند زمینه های تحقیقاتی متونعی را برای محققان و دانشمندان علوم اعصاب و علوم پزشکی داشته باشد. پس از ضایعه اولیه، زنجیره ای از رویدادها رخ می دهد که منجر به اختلال در گردش خون موضعی و آزاد شدن مولکول هایی مانند TNF-a و سایر سایتوکاین ها می شود که آپوپتوز سلولی را در نزدیکی محل آسیب افزایش می دهد.

جهت مشاوره رایگان با مشاورین شرکت بافت و ژن پاسارگاد تماس بگیرید
۰۲۱۶۶۱۲۱۹۸۳

از دست دادن بافت منجر به تشکیل حفره کیستیک می شود که توسط یک اسکار گلیال احاطه شده است که عمدتاً از آستروسیت های فعال تشکیل شده و به اختلال حرکتی کمک می کند. شدت و پیشرفت آسیب عوامل کلیدی در بهبود راه رفتن پس از SCI هستند و مستقیماً بر پاسخ به عوامل درمانی تأثیر می‌گذارند.

تمرینات ورزشی برای ریکاوری عملکردی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است و مکانیسم های آن توسط محققان در سراسر جهان مورد مطالعه قرار گرفته است. فواید ورزش در عملکردهای فیزیولوژیکی و روانی عمومی جمعیت SCI که شامل عملکرد حرکتی، خلق و خو، درد و بهبود رضایت از زندگی خواهد بود. ورزش به عنوان یک استراتژی درمانی برای افراد مبتلا به آسیب نخاعی که عملکردهای باقیمانده در افرادی که به روش‌های معمولی یا با حمایت نسبی از وزن بدن آموزش دیده‌اند را حفظ یا بهبود داده است.

ورزش و مکانیسم آن توسط پزشکان بالینی به عنوان مهم ترین وسیله قابل اندازه گیری برای بهبود عملکرد تبدیل شده است و به عنوان موضوعات جذاب برای دانشجویان کارشناسی ارشد و دکترا خواهد بود. بطوریکه تحقیقات اخیر نشان داده است که تمرینات ورزشی توانایی بهبود عملکرد بعد از SCI را دارد. پس از SCI، مسیرهای عصبی دیستال تحت طیف وسیعی از تغییرات شیمیایی، الکتروفیزیولوژیکی و ساختاری قرار می‌گیرند که منجر به بازسازی خودبه‌خودی عصبی می‌شود. اثرات تمرین ورزشی بر ساختار و عملکرد نخاع پس از SCI شامل بازسازی ساختار عصبی، تکثیر و تمایز سلولی، فعال شدن متابولیسم و بیان مواد عصبی و عوامل نوروتروفیک؛ و تنظیم عملکرد الکتروفیزیولوژیک سلولی است.

تمرین با تردمیل باعث افزایش انعطاف پذیری عصبی ناشی از فعالیت های حرکتی مکرر و جوانه زدن آکسون در نزدیکی محل ضایعه می شود. همچنین سیناپس ها را افزایش می دهد و آتروفی عضلانی را کاهش می دهد که با بهبود جهت گیری وضعیتی و ثبات اندام های پارتیک مرتبط است. ورزش منجر به حمایت تروفیک در نخاع آسیب دیده میشود. بطوریکه ترشح فاکتور نوروتروفیک به واسطه تمرین ورزشی که برای بهبود عملکرد پس از SCI انجام می شود. مطالعات نشان داده در افراد مبتلا به آسیب نخاعی ناقص با داشتن حداقل سه مجموعه تمرینات تقویت عضلانی که باعث ایجاد قدرت عضلانی خم کننده ها، اکستانسورها و ابدکتورها می شود میتوان در نهایت منجر به عملکرد بهتر راه رفتن شود. مطالعات با استفاده از مدل‌های حیوانی نشان داده شده است که ورزش در درک سیستم عصبی مرکزی و تنظیم عملکرد و تجزیه و تحلیل‌های بیولوژیکی و بیوشیمیایی ابزاری برای بررسی این پاسخ‌ها فراهم می‌کنند. درک فرآیند تکامل ضایعه اولیه و همچنین پاسخ به ورزش می تواند موضوع تحقیق و مطالعه برای مراکز تحقیقاتی و اساتید دانشگاه باشد و به توسعه راهبردهای درمانی مؤثرتر کمک کند.

تاًثیرات فیزیولوژیکی ورزش از جمله تمرین های MIT و HIT در بیماری ضایعه نخاعی ( Spinal cord injury )

ضایعه نخاعی(SCI) به مجموعه ای از آسیب های نخاعی اطلاق می شود که به طور مستقیم یا غیرمستقیم توسط عوامل خارجی ایجاد می شود. آسیب به نخاع باعث تغییرات موقت یا دائمی در عملکرد آن می شود . این آسیب افراد را از هر گروه سنی تحت تاثیر قرار می دهدو منجر به بارهای اجتماعی، فیزیکی و مالی ویرانگر برای بیماران و خانواده ها می شود

آسیب طناب نخاعی (SCI) در نتیجه ترومای ناگهانی یا پایدار به نخاع رخ می دهد و نشان دهنده یک وضعیت بالینی جدی است. میزان آسیب بستگی به شدت تروما دارد. مطالعات اخیر گزارش داده اند که میزان بروز SCI در سراسر جهان بین ۱۰.۴ تا ۸۳ مورد در میلیون در سال متغیر است. احتمال ابتلا به مشکلات سلامتی مرتبط با افزایش وزن، تغییرات کلسترول و قند خون بالا در افراد مبتلا به SCI نسبت به جمعیت عمومی بیشتر است. افراد مبتلا به SCI نیز در معرض خطر بیشتری برای بیماری های قلبی عروقی هستند

 دسته بندی  ضایعه نخاعی:

آسیب های نخاعی در دسته بندی های متفاوتی قرار می گیرند از جمله :

• بر اساس علت آسیب :با توجه به علت آسیب، SCI را می توان به SCI تروماتیک و غیر تروماتیک تقسیم کرد.
• بر اساس پاتوفیزیولوژی : با توجه به پاتوفیزیولوژی، SCI را می توان به آسیب های اولیه و ثانویه تقسیم کرد.
• براساس شدت بیماری : با توجه به شدت، SCI را می توان به آسیب کامل یا ناقص تقسیم کرد . اگر تمام احساس و تمام توانایی کنترل حرکت در زیر  ضایعه نخاعی از بین برود، آسیب کامل نامیده می شود.و اگر مقداری احساس و کنترل حرکت در زیر ناحیه آسیب دیده باقی بماند، آسیب ناقص نامیده می شود.

پاتوفیزیولوژی  ضایعه نخاعی

ترومای مکانیکی اولیه منجر به مرگ سلول عصبی و آسیب آکسون و در نتیجه تغییر در شبکه نورونی برای عملکرد حسی حرکتی می شود. به دنبال این اسیب اولیه ، یک آبشار آسیب ثانویه آغاز می شود که با نفوذ سلول های التهابی، اثرات عروقی مانند خونریزی، ایسکمی و ادم، عدم تعادل یونی، انتشار گلوتامات، و سمیت تحریکی، تشکیل رادیکال های آزاد و انتشار سیتوکین که در نهایت منجر به مرگ سلول های نوروگلیال و تشدید نقایص و پیامدهای عصبی می شود.  ضایعه نخاعیاغلب با آسیب بافتی، ترمیم درونی محدود، و از دست دادن عملکرد حرکتی، حسی و خودکار همراه است و گاهی اوقات منجر به ناتوانی طولانی مدت و شدید می شود. در نخاع آسیب دیده، مرگ سلولی، جدا شدن آکسون، دمیلیناسیون، التهاب و تشکیل حفره های کیستیک وجود دارد . نخاع آسیب دیده فاقد توانایی ذاتی برای جایگزینی حفره در بافت است، بنابراین توانایی محدودی برای بازسازی آکسون پس از آسیب وجود دارد.  ضایعه نخاعیعمدتا یک بیماری غیر قابل برگشت در نظر گرفته می شد از این رو علیرغم دهه‌ها مطالعه علمی، هیچ دارویی تاکنون به نتایج رضایت‌بخش بالینی دست نیافته است با این حال گزارش شده است تا زمانی که برخی از اتصالات در طناب نخاعی دست نخورده باقی بمانند (آسیب کامل نشده است) نخاع قادر است خود را از طریق فرآیند نوروپلاستیسیته دوباره بازسازی کند .

ورزش و تمرینات بدنی ، استراتژی جدید درمانی

نتایج بسیاری از مطالعات نشان می دهد ورزش بدنی نقش محافظت کننده عصبی را هم در سیستم عصبی مرکزی و هم در سیستم عصبی محیطی از طریق فعال شدن فرآیندهای مختلف ایفا می کند. ورزش باعث تقویت نوروژنز و بیان نوروتروفین ها، بهبود یکپارچگی واحد عصبی عروقی، کاهش آپوپتوز و کاهش التهاب می شود. همچنین شواهد زیادی برای سودمندی بالقوه ورزش به دنبال آسیب‌های نخاعی وجود داردنتایج مطالعات ، عمدتاً در مدل های حویانی ، نشان‌دهنده تأثیر ورزش بر سیناپتوژنز، میلین‌سازی، افزایش عملکرد عصبی، رشد، تکامل و عصب‌سازی مجدد عضلات می باشد . همچنین نتایج برخی دیگر از مطالعات نشان می دهد که ورزش می تواند دامنه حرکتی ، درجه قدرت عضلانی و درد را پس از آسیب های نخاعی بهبود بخشد.

مطالعات انجام شده بر نقش تمرینات ورزش بر  ضایعه نخاعیو مکانیسم اثر آن

برای ترویج بازسازی آکسون پس از آسیب ، وجود شرایط محیطی مناسب برای بازسازی حیاتی است. یکی از عوامل مهم برای ایجاد شرایط محیطی مطلوب، نوروتروفین است. از این میان، فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) یک مولکول مرتبط با پلاستیسیته است که در فعالیت عصبی، بقا و بازسازی نقش دارد. BDNF تولید شده به نخاع آسیب دیده منتقل می شود و سبب افزایش بازسازی عصب می شود. نتایج مطالعات نشان می دهد ورزش و انجام برنامه های تمرینی سبب افزایش سطح (BDNF) می شود .

نتایج برخی دیگر از مطالعات نشان می دهد ورزش می تواند سبب افزایثش تعدا سلول های شوان گردد . سلول‌های شوان عوامل نوروتروفیک، مولکول‌های چسبندگی سلولی و مولکول‌های ماتریکس خارج سلولی را تولید می‌کنند که باعث رشد آکسونی می‌شوند. نتایج یک مطالعه نشان داده است تزریق سلول های شوان موش بالغ سالم به به نخاع موش صحرایی آسیب دیده، از دست دادن بافت پس از آسیب را کاهش داد . همچنین نتایج یک مطالعه حیوانی دیگر نشان داده است که پیوند سلول‌های شوان به نخاع آسیب دیده باعث تقویت میلیناسیون و بازسازی آکسون فوق نخاعی و نخاعی و بهبود عملکرد حرکتی اندام عقبی موش شد

ورزش بدنی بیان بسیاری از ژن‌ها را تسهیل می کند و تولید فاکتور تغذیه‌ای را در مغز و نخاع افزایش می دهد . یک مطالعه نشان داد کهتمرین  با شدت متوسط (MIT) باعث افزایش بیان BDNF در نخاع آسیب دیده و افزایش عملکرد حرکتی در مدل حیوانی ضایعه نخاعی شده است . همچنین یک مطالعه گزارش داد که تمرین با تردمیل و با شدت بالا  (HIT)  باعث بهبود ریکاوری رفتاری پس از قطع نسبی نخاع در موش‌ها شد.

همچنین نتایج یک مطالعه نشان داد تمرین با پله سبب بهبود عملکرد  حرکتی و ستون فقرات در موش  ضایعه نخاعی شده است.

علاوه بر این، تمرین تردمیل باعث بهبود الگوی حرکتی، افزایش رشد آکسون و جوانه زدن در نزدیکی محل ضایعه، افزایش تشکیل

سیناپسی و سرکوب آتروفی عضلانی پس از آسیب نخاع شد .

انجام برنامه های تمرینی بر روی تردمیل در واحد مطالعات حیوانی شرکت هیستوژنوتک

تمرینات ورزشی برای ریکاوری عملکردی به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است و مکانیسم های آن توسط محققان در سراسر جهان مورد مطالعه قرار گرفته است. فواید ورزش در عملکردهای فیزیولوژیکی و روانی عمومی بیماران مبتلا به SCI که شامل عملکرد حرکتی، خلق و خو، درد و بهبود رضایت از زندگی خواهد بود .با این حال، مکانیسم های اساسی اثر ورزش در SCI و همچنین اتخاذ برنامه های تمرینی با حداکثر اثر بخشی همچنان ناشناخته باقی مانده است .

در این بین استفاده از مدل‌های حیوانی آسیب عصبی به ما این امکان را می‌دهد که مکانیسم‌های بازسازی عصب و میزان اثر بخشی

برنامه های تمرینی پس از آسیب عصب نخاعی را بهتر درک کنیم .

تصویر : ایجاد مدل  ضایعه نخاعیدر واحد مطالعات حیوانی شرکت هیستوژنوتک

منبع:

https://doi.org

doi: 10.4103/1673-5374.344830