(L) Neurovetenskapsmän upptäcker varför träning minskar stress: Galanin och neuroplasticitet (2015)

Utöver de många anledningarna att slå på gymmet kan träning också förbättra förmågan att fortsätta genom hårda tider. I en rad nya experiment har neurovetenskapare vid University of Georgia börjat avlägsna länken mellan långvarig motståndskraft och motion.

Studien, publicerad i februariutgåvan av tidskriften Neuro, avslöjar att en neuropeptid som kallas galanin är en nödvändig pusselbit. Forskare visade, i en djurmodell, att galanin skyddar nervceller från degeneration orsakad av stress. När råttor tränade och galanin blockerades var råttorna lika oroliga som om de inte hade tränat alls. Forskare visade också att galanin vänder de negativa effekterna av stress bland stillasittande råttor. De anatomiska bevisen tyder på att galanin bidrar till spänningsresistens genom att bevara synaptisk plasticitet, eller hur neurala anslutningar stärks eller försvagas över tiden.

"Vi kunde visa att stress, bara en enda exponering för stress, orsakade en minskning av synapsbildningen", säger Philip Holmes, studiens huvudutredare och professor i psykologi vid Franklin College of Arts and Sciences. Holmes är också ordförande för Biomedicinsk och hälsovetenskapligt institut för neurovetenskapsprogram. ”Hypotesen var att kanske vad galanin gör, och vad träning gör, är att bibehålla neuroplasticitet i prefrontala cortex. "

Prefrontal cortex är ansvarig för komplicerat kognitivt beteende, såsom planering, beslutsfattande, känsloreglering och spänningsförmåga. Intressant sagt, sade Holmes, denna region av hjärnan atrofierar under depression. Att mäta synapsbildning, Räknades Holmes lab dendritiska spines på nervceller i prefrontal cortex. Om dendriter är en neurons grenar, är dessa subcellulära strukturer kvistarna på dessa grenar.

"Dendritiska ryggar förändras dynamiskt med erfarenhet", säger Natale Sciolino, tidningens första författare. Att räkna dendritiska ryggar gjorde det möjligt för Sciolino att titta på vad hon kallar "en viktig anatomisk grund för plasticitet eller hjärnans förmåga att förändras."

Sciolino avslutade sin Ph.D. vid tidpunkten för experimentet och är nu en postdoktor vid National Institute of Environmental Health Sciences. När Sciolino hittade färre dendritiska spines på neuronerna av stillasittande råttor än hos dem som utövade eller fick skott av galanin, visste hon att labbet hade upptäckt något betydande.

Laget använde milda fotchocker och en plusformad labyrint för att mäta ångestliknande beteende hos råttorna. Stressade råttor som utövade eller fick galanin var mer villiga att utforska labyrinten, ett tecken på motståndskraft. Stresserade stillasittande råttor ville emellertid inte utforska. I ett försök gav forskare råttor som utövade ett läkemedel för att förhindra galanins verkan, och dessa råttor stannade så ofta som stillasittande gruppen.

"Vi hittade den här skyddande effekten av träning, men vi kunde blockera den med galaninantagonisten, så det var väldigt spännande eftersom det berättade för oss att galanin var nödvändigt för de positiva effekterna av träning", säger Holmes. "Det är verkligen det viktigaste experimentet."

Holmes och Sciolino upprättade ett positivt förhållande mellan träning och motståndskraft i tidigare forskning vid UGA. Deras 2012-papper visade att träning ökar galaninhalterna i en nyckelregion i hjärnan som hanterar stress. Den nuvarande undersökningen syftade till att kombinera dessa fynd till en väldefinierad och övergripande modell.

"Vi vet alltmer att bevisen pekar på någon form av underskott i neuroplasticitet som den viktigaste processen i stressrelaterade störningar som depression och ångest", sade Holmes.

Sciolino började undersöka sambandet mellan motion och galanin efter Holmes och David Weinshenker, en professor i human genetik vid Emory University, fick ett bidrag från National Institute on Drug Abuse för missbruksforskning i 2010.

"Vi vet att stress är den vanligaste orsaken till återfall hos personer med narkotikamissbruk, och vi kunde visa att antingen motion eller galanin minskade återfallsliknande beteende hos råttor som fick kokain, så förmågan hos träningsinducerat galanin att minska stress är vettigt, säger Weinshenker.

Sciolino sa att den stora bilden av denna forskning är att vi kan utnyttja fördelen med träning eftersom vi förstår mekanismen. Fältet neurovetenskap har bara börjat uppskatta storleken på galanins effekt på hjärnan.

"Vi är det enda laboratoriet som tittar på sambandet mellan galanin och träning", säger Holmes. "Det är bra och dåligt - det är bra att vi har vår egen lilla nisch, men det är dåligt eftersom den inte får tillräckligt med uppmärksamhet."

Utforska vidare: Studien föreslår att människor med galaninvarianter är mer mottagliga för stressinducerad depression

Mer information: "Galanin förmedlar egenskaper hos nerv- och beteendestresistens som erbjuds av träning." Neuro. 2015 Feb; 89: 255-64. DOI: 10.1016 / j.neuropharm.2014.09.029. Epub 2014 Oct 6.

Tidskriftsreferens: Neuro

Tillhandahålls av University of Georgia