سالمندی، میکروگلیا و تاثیر ورزش بر آن

میکروگلیاها سلول های ایمنی اولیه مغز هستند. این سلول ها مشابه ماکروفاژها بوده و ارتباط بین سلولهای عصبی یا نورون ها را هرس میکنند. این سلولها مدارهای عصبی را شکل می دهند و برای رسیدن مغز به الگوی طبیعی لازمند.برخی سیناپس ها را می خورند تا فضای بیشتری برای بقیه سیناپس ها ایجاد کرده و آنها را قویتر کنند. یکی از کارهای مهم میکروگلیا حفظ هموستازی در دستگاه عصبی مرکزی (CNS) است.

در مغز سالم میکروگلیا در مرحله استراحت وجود دارد که از روی مورفولوژی آن شناسایی می شود. البته در مرحله استراحت نیز غیرفعال نبوده و عملکرد احیای نورونی را انجام می دهد. وقتی در معرض عامل پلتولوژیک قرار می گیرد وارد مرحله فعال شده می شود که از روی پروتئین های سطحی و سیتوپلاسمی شناسایی می شود. برخی از این پروتئین ها شامل MHC II, CD11b, CD68 و.. هستند که به عنوان مارکرهای میکروگلیای فعال شده هستند.

میکروگلیهاها به وسیله تعداد زیادی از فاکتورهای پیش التهابی مانند سایتوکاینهای مربوط به نوتروفیل ها ، استرس های اکسیداتیو و..ویا نوروترانسمیترهای مختلف، فعال می شوند. فعالیت این سلول ها بوسیله فاکتورهای ضد التهابی ممانعت می شود. این فاکتورهای ضد التهابی که ویتامین ها هم جزی از آن ها هستند، با عث کاهش مسیر فعالسازی سیگنالهای سلولی میکروگلیا در جهت تولید سایتوکاینهای التهابی می شود.

از آنجا که میکروگلیاها نیز مانند ماکروفاژها هم نقش پیش التهابی و هم ضد التهابی دارند، در سالمندی چندین فاکتور ضد التهابی این سلولها کاهش یافته و میکروگلیاها به سمت فنوتیپ التهابی پیش می روند که با عث تخریب سلولهای عصبی در مغز و بخصوص در هیپوکامپ شده ودر نتیجه باعث کاهش عملکرد شناختی و بیماریهایی از جمله آلزایمر، پارکینسون و.. می شود.

چگونه ورزش فعالیت میکروگلیاها را تنظیم میکند؟

۱-از طریق تولید سایتوکاینهای ضد التهابی:

انقباضات عضلانی در ورزش باعث رهایی مایوکاینهای ضد التهابی از عضلات می شود. از جمله این مایوکاینها اینترلوکین۶(IL6) است که هم نقش پیش التهابی و هم ضد التهابی دارد. اینترلوکین ترشح شده از عضله اسکلتی در فعالیت ورزشی نقش ضدالتهابی  داشته و باعث ترشح اینترلوکین ۱۰(IL10) وIL1Ra ومهار TNFa  (یک سایتوکاین التهابی)  می شود. IL10  از طریق گردش خون محیطی به سلولهای میکروگلیا در سیستم عصبی مرکزی متصل شده و باعث سرکوب پیام رسانی تولید سایتوکاینهای التهابی شده و در نهایت از فعال شدن میکروگلیا جلوگیری می کند.

۲-ازطریق پروتئین های شوک حرارتی یا HSP:

در طول فعالیت ورزشی تولید HSP های محافظت کننده نورونها از عضله اسکلتی افزایش می یابد. HSP ها به عنوان مایوکاینها در نظر گرفته می شوند که باعث حفظ هموستازی سلولی و پایداری پروتئین ها می شوند. این پروتئینها در سلولهای میکروگلیا مانع ترشح سایتوکاینهای پیش التهابی می شوند.

۳-ازطریق فاکتورهای متابولیکی:

از جمله فاکتورهای متابولیکی افزایش یافته در تمرینات مقاومتی حاد و استقامتی مزمن پروتئین SIRT1 است که باعث داستیلاسیون فاکتورهای رونویسی و در نتیجه تنظیم التهاب می شود. مثلا SIRT1 باعث داستیلاسیون زیرواحدهای   NF-κB و درنتیجه کاهش بیان سایتوکاینهای پیش التهابی می شود. همچنین SIRT1 باعث افزایش بیان PGC-1α می شود. PGC-1α فعالیت NF-κB که واسطه فعال شدن میکروگلیا است را مهار می کند ولی هم زمان فعالیت فاگوسیتیک میکروگلیاها را افزایش می دهد.

۴- ازطریق تولید فاکتورهای رشد نوروتروفیکی (BDNF):

BDNF ها هم در عضلات اسکلتی و هم در آستروسیت ها و میکروگلیا در مغز سنتز می شوند.  این مولکولها نقش نوروژنزیس داشته وباعث تعدیل التهاب می شوند. آبشار سلولی فعال شده در فعالیت ورزشی باعث تحریک  PGC-1αشده که این مولکول باعث تبدیل FNDC5 به مولکول ایریزین می شود. ایریزین وارد گردش خون شده به مغز می رود و باعث ترشح BDNF می شود. و در نتیجه نوروژنزیس هیپوکامپ، احیای نوزونی وکاهش التهاب رخ می دهد. 

۵- از طریق تولید آنتی اکسیدانها:

در فعالیتهای استقامتی شدید ویا طولانی مدت به دلیل تولید رادیکالهای آزاد در سلولهای عضله اسکلتی سیستم آنتی اکسیدانی بدن فعال شده و تولید آنتی اکسیدانها افزایش می یابد. یکی از آنتی اکسیدانها گلوتاتیون پروکسیداز(GSH) است که علاوه بر حفظ تعادل ردوکس به عنوان یک واسطه ضد التهابی در آستروسیتها و میکروگلیا شناخته شده است. افزایش سنتز GSH با عث کاهش تولید فاکتورهای پیش التهابی مانند TNFa و IL-6 می شود.

نکته: IL-6  به عنوان مایوکاین نقش ضد التهابی دارد ولی این مولکول پروتئینی از سلولهای ایمنی نیز ترشح می شود که نقش پیش التهابی دارد.

GSH در سلولهای میکروگلیا باعث کاهش مسیر التهابی NF-κB و کاهش بیان p38 MAPK, JNK شده ودر نتیجه باعث کاهش التهاب و کاهش تولید رادیکالهای آزاد می شود. پس ورزش با افزایش آنتی اکسیدانها یا ایجاد سازگاری آنتی اکسیدانی باعث حفاظت نورونها علیه التهاب نورونی بوسیله میکروگلیا می شود.

در سالمندی سایتوکاینهای التهابی در بدن افزایش می یابد و همین عاملی برای پیشروی میکروگلیا به سمت فنوتیپ التهابی است که باعث تخریب نورونی به خصوص در ناحیه هیپوکامپ شده و بیماریهای شناختی از جمله آلزایمر رابه همراه دارد. ولی فعالیت ورزشی منظم در دوران سالمندی و بهتراز آن در دوران قبل از سالمندی، با کاهش فاکتورهای التهابی و افزایش فاکتورهای ضد التهابی از پیشروی میکروگلیا به سمت التهاب جلوگیری کرده و باعث کاهش نتخریب نورونی و افزایش نوروژنزیس می شود ودر نتیجه از بروز بیماریهای شناختی در سالمندی جلوگیری می کند.

منابع:

Physical Exercise Inhibits Inflammation and Microglial Activation.2019.

PMCID: PMC6678635.  DOI: ۱۰٫۳۳۹۰/cells8070691