Artikel zur Langlebigkeit

Aerobic-Fitness verlangsamt strukturelle Veränderungen im alternden Gehirn

Aerobic-Fitness verlangsamt strukturelle Veränderungen im alternden Gehirn
  • Kardiorespiratorisches (aerobes) Training verlangsamt die Hirnatrophie und steigert BDNF, ein Protein, das für die Neurogenese, die Produktion neuer Neuronen im Gehirn, benötigt wird.

  • Diese Studie ergab einen signifikanten Zusammenhang zwischen einer geringeren kardiorespiratorischen Fitness und Veränderungen des Gehirngewebes, die eine Atrophie bei älteren Erwachsenen widerspiegeln.

Dieser Artikelkommentar wurde auf FightAging.org veröffentlicht:

Das heutige Open-Access-Papier erörtert aktuelle Daten zu altersbedingten Veränderungen der Gehirnstruktur, die bei älteren Menschen mit unterschiedlicher körperlicher Fitness erhoben wurden, obwohl alle als inaktiv beschrieben wurden. Hirnatrophie ist charakteristisch für das Alter; Der Volumenverlust schreitet in der zweiten Lebenshälfte Jahr für Jahr stetig voran, begleitet von Veränderungen in der Struktur und Verteilung des Gewebes. Dies ist ein Teil der Prozesse, die zum Verlust der kognitiven Funktion führen. Es ist bekannt, dass körperliche Fitness und die zur Aufrechterhaltung dieser Fitness erforderliche Bewegung diesen Fortschritt verlangsamt.

Wahrscheinlich sind viele verschiedene Mechanismen daran beteiligt, wie Fitness die Alterung des Gehirns verlangsamen kann. Sport steigert beispielsweise den BDNF-Spiegel, der die Neurogenese, die Produktion neuer Neuronen im Gehirn, fördert. Darüber hinaus verbessern sowohl Bewegung als auch der Fitnesszustand kurz- und langfristig die Durchblutung des Gehirns. Gehirngewebe benötigt zur Erfüllung seiner Funktionen viel Energie und eine Versorgung mit Nährstoffen und Sauerstoff ist unerlässlich. Die Tatsache, dass körperliche Betätigung die kognitiven Funktionen sehr schnell verbessern kann, und zwar im gleichen Zeitraum wie die Durchblutung des Gehirns, lässt darauf schließen, dass sich das Gehirn so entwickelt hat, dass es an der Obergrenze seiner Energieversorgung arbeitet. Jeder Verlust ab dem Spitzenwert wirkt sich langfristig auf das Gewebe aus.

Diese Studie („Untersuchung des Einflusses der kardiorespiratorischen Fitness auf die Verringerung des altersbedingten Hirngewebeverlusts“) wurde in veröffentlicht Gehirnkommunikation im Jahr 2021. (Studienauszug): 

Das späte Erwachsenenalter ist durch eine Vielzahl körperlicher Veränderungen gekennzeichnet, und Hirnatrophie ist eine der allgegenwärtigsten. Konkret nimmt das Gehirnvolumen nach dem 40. Lebensjahr um etwa 5 % pro Jahrzehnt ab. Darüber hinaus gehen altersbedingte Veränderungen der Gehirnmorphologie mit einem damit einhergehenden Rückgang der kognitiven Leistungsfähigkeit einher. Da unsere Bevölkerung altert, besteht ein überragendes Interesse an Strategien, um den mit dem Alterungsprozess einhergehenden Verlust von Hirngewebe möglicherweise zu mildern. In neueren Untersuchungen wurde beschrieben, dass die kardiorespiratorische Fitness (CRF) bei älteren Erwachsenen eine neuroprotektive Wirkung hat. Da CRF durch körperliche Betätigung beeinflusst werden kann, besteht für diese Therapien möglicherweise zukünftiges Potenzial zur Linderung der Neurodegeneration.

Allerdings ist der Einfluss von CNI auf das Hirngewebe noch nicht vollständig quantitativ charakterisiert. Das Gewebe verkümmert im alternden Gehirn ungleichmäßig über mehrere Regionen hinweg. Mehrere Studien haben gezeigt, dass sowohl das Alter als auch eine verminderte CRF mit einem ungleichmäßigen Rückgang einhergehen. Allerdings haben frühere Studien, die Zusammenhänge mit CNI untersuchten, die unterschiedliche Atrophie und Degeneration im gesamten Gehirn nicht charakterisiert. Erstens sind herkömmliche statistische Methoden zum Vergleich regionaler Volumina und voxelweiser Metriken nicht ausreichend empfindlich gegenüber der räumlichen Interdependenz im Hirngewebe und seiner Nichtlinearität. Tatsächlich haben regionale Volumina zu unterschiedlichen Berichten über das Ausmaß geführt, in dem sich altersabhängige Gewebeverschiebungen und solche, die von CNI abhängig sind, überlappen. Im Gegensatz dazu können neue Techniken, die räumliche Variationen im Gehirngewebe als mathematische Verteilungen messen, diese diffusen, nichtlinearen Prozesse direkt messen. Zweitens sind regionale Volumina und voxelweise Metriken zwar grundlegende statistische Deskriptoren, sie entsprechen jedoch keinen biophysikalischen Eigenschaften von Hirngewebe.

In einer aktuellen Arbeit entwickelten die Autoren einen automatisierten Ansatz zur Entdeckung diskriminierender phänotypischer Muster aus Gehirnbildern durch direkte Messung der räumlichen Gewebeverteilung. Dieser Ansatz ermöglichte die Modellierung biophysikalischer Eigenschaften des Gehirns als Massentransport. Die Technik wird als 3D-transportbasierte Morphometrie (TBM) bezeichnet. In diesem Artikel wird der neuartige TBM-Ansatz angewendet, um die durch CRF statistisch erklärbaren Störungen im Gehirnphänotyp zu extrahieren. Ziel dieser Forschung ist es, mithilfe der TBM-Technik die Veränderungen in der Hirngewebeverteilung, die am stärksten mit CNI in Zusammenhang stehen, automatisiert zu entdecken und zu visualisieren. Darüber hinaus zielt diese Studie darauf ab, den Grad zu bestimmen, in dem sich das Muster der Gewebeverteilung mit höherem CRF mit der Verteilung alterungsbedingter Verluste überschneidet.

In dieser Studie mit 172 inaktiven älteren Erwachsenen im Alter von 58–81 (66,5 ± 5,7) Jahren wurde die kardiorespiratorische Fitness anhand des VO2-Peaks (ml/kg/min) während abgestufter Belastung bestimmt und die Gehirnmorphologie durch strukturelle Magnetresonanztomographie beurteilt. Nach der Korrektur von Kovariaten wie Alter (im Fitnessmodell), Geschlecht und Bildungsniveau verglichen wir altersabhängige Gewebeverschiebungen mit denen aufgrund des VO2-Peaks. Wir fanden einen signifikanten Zusammenhang zwischen der kardiorespiratorischen Fitness und der Verteilung des Gehirngewebes. Es wurde eine starke statistische Korrelation zwischen Veränderungen des Gehirngewebes im Zusammenhang mit dem Alter und solchen, die mit einer geringeren kardiorespiratorischen Fitness verbunden sind, gefunden. In beiden Fällen haben sich die frontotemporalen Regionen am stärksten verschoben, während sich die Basalganglien am wenigsten verschoben haben. Unsere Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der kardiorespiratorischen Fitness für die Erhaltung der Gehirngesundheit im späteren Leben.



Älterer Eintrag Neuerer Beitrag