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Può uno stile di vita attivo migliorare il ripristino dopo una lesione del midollo spinale?

I danni neurologici permanenti possono accadere dopo la lesione del midollo spinale dovuto l'omissione del motore del midollo spinale e degli assoni sensoriali di rigenerare.

Lesione del midollo spinale

Credito di immagine: Viacheslav Nikolaenko/Shutterstock.com

Ciò è perché il sistema nervoso centrale mammifero (CNS), a differenza in di alcuni anfibi e rettili, ha molecole inibitorie bloccare lo post-sviluppo della crescita come pure la mancanza di efficace sistema a ricupero di risposta. All'interno del sistema nervoso periferico (PNS), c'è un certo ripristino axonal limitato che può accadere naturalmente.

Capacità aumentante di rigenerazione dell'assone

L'aumento dell'abilità a ricupero intrinseca naturale dei neuroni del ganglio di root (DRG) dorsale può essere raggiunto condizionando la lesione all'interno dei nervi periferici dello SNC, quale il nervo sciatico. Fare questo permette il upregulation dei geni rigenerazione-associati (RAGs) che possono determinare un potenziale aumentato per rigenerazione del nervo dei neuroni di DRG dopo una lesione dello SNC.

Ciò, tuttavia, mentre potente per minimizzare il meccanismo di rigenerazione axonal in animale da laboratorio modella, non è un opzione clinicamente realizzabile per gli esseri umani.

Il feedback afferente propriocettivo (dai neuroni sensoriali di DRG) può modulare gli output del motore all'interno del midollo spinale via la produzione delle indicazioni molecolari. Il feedback influenza l'adeguamento ed il perfezionamento di apprendimento motorio e del movimento. Come tale, questo feedback può anche svolgere un ruolo critico nella direzione dello post-SCI di ripristino del motore. Effettivamente sia gli studi sugli animali clinici che che stimolano i afferents propriocettivi hanno dimostrato elettricamente il ripristino e il neuroplasticity migliorati del motore dopo lo SCI.

Può l'arricchimento ambientale migliorare il ripristino?

In uno studio recente da Hutson ed altri (2019), pubblicati nella medicina di traduzione di scienza, i ricercatori esaminatori quanto il ripristino axonal è accaduto rapidamente in mouse che sono stati esposti ad un ambiente arricchito prima della lesione spinale.

L'arricchimento ambientale è mezzi per stimolare fisiologicamente naturalmente le fibre nervose afferenti sensoriali all'interno dei roditori e migliora il neuroplasticity e il neurogenesis all'interno dello SNC. In questo studio, l'arricchimento ha compreso dare ai mouse una più grande gabbia, una ruota in cui potrebbero funzionare, un numero aumentato di mouse del tambuccio, di oggetti novelli e più materiale per il nido

L'arricchimento ambientale poteva produrre un aumento duraturo nel potenziale a ricupero dei neuroni di DRG accoppiati con il fatto che il feedback afferente propriocettivo era necessario per questo potenziale a ricupero. Più tempo passato (nei giorni) con arricchimento ambientale, più alta la conseguenza media del neurite dei neuroni di DRG fosse, ma migliorato non significativamente con i 6 giorni o meno di arricchimento.

Ancora, la percentuale degli assoni della rigenerazione alla distanza di 1mm dal sito della lesione era 45% per il gruppo in condizioni ambientali arricchito confrontato a 10% per quelli senza arricchimento. Al sito della post-lesione di 5mm, la percentuale degli assoni della rigenerazione nel gruppo arricchito era 20% confrontato meno di 5% per quelli a senza. Non solo questi assoni capaci di rigenerare sopra un più interurbano, ma egualmente sono stati avuti un più alto valore dei potenziali d'azione attraverso il sito della lesione hanno confrontato a coloro che in condizioni ambientali non è stato arricchito.

I ricercatori poi hanno verificato i meccanismi molecolari dietro queste osservazioni ed hanno trovato che la maggior parte dei cambiamenti genetici nelle celle in condizioni ambientali arricchite erano dovuto le vie per quanto riguarda attività di un neurone, smobilizzo del calcio e un programma a ricupero specifico che è stato iniziato all'interno dei neuroni di grande diametro di DRG.

Un meccanismo epigenetico specifico che allevia la repressione trascrizionale in questi neuroni per facilitare il ripristino axonal è risultato dovuto acetilazione Cbp-mediata dell'istone. La metilazione dell'istone è solitamente repressiva mentre l'acetilazione è solitamente stimolatore.

Facendo uso di questa nuova comprensione dei meccanismi che sono alla base del potenziale a ricupero dei neuroni di DRG dall'arricchimento ambientale dei afferents propriocettivi, i ricercatori potevano farmacologicamente attivare Cbp/p300, via TTK21, per promuovere la rigenerazione sensitiva dell'assone ed il ripristino neurale dopo che una lesione di SCI indotta in mouse. TTK21 è sicuro e può egualmente attraversare la sangue-cervello-barriera per promuovere l'acetilazione dell'istone.

I ricercatori allora esaminati se il potenziale a ricupero recentemente trovato dei neuroni di DRG tradotto in ripristino del motore facendo uso del ratto modella. La percentuale degli assoni della rigenerazione al sito della lesione era 40% per il gruppo TTK21 confrontato meno di 20% per quelli a senza.

C'era un miglioramento significativo al numero dei franamenti prova del ` su una passeggiata di griglia' confrontata a quelle senza TTK21. Ancora, il tempo ad in primo luogo contatta un cuscinetto adesivo collocato sulle zampe posteriori egualmente significativamente è stato migliorato dopo 5 settimane del trattamento.

Questo studio evidenzia l'importanza di stimolo afferente sensitivo nella promozione delle capacità a ricupero dello post-SCI dei neuroni di DRG. Egualmente fornisce un meccanismo epigenetico novello da cui l'arricchimento può promuovere la conseguenza del neurite ed il ripristino funzionale. L'arricchimento ambientale è un modo stimolare i afferents propriocettivi sensitivi, che è essenzialmente un modulo di ripristino fisico o di attività.

Un piccolo studio da Nooijen ed altri, pubblicati nel 2013, trovati che uno stile di vita più attivo in 30 persone che hanno avute SCI recente potrebbe trarre giovamento dal punto di vista funzionale da un programma di riabilitazione che ha compreso l'attività fisica. Combinato con lo studio da Hutson ed altri, 2019 ed altri, suggerisce prima quello che ha uno stile di vita attivo e post-SCI; quale non è sistematico per i ricoverati, può essere utile al livello permettendo a più ripristino che senza alcun'attività fisica, o all'arricchimento patologico, molecolare e funzionale.

Sorgenti:

Hutson ed altri, 2019. l'acetilazione Cbp-dipendente dell'istone media la rigenerazione dell'assone indotta da arricchimento ambientale nei modelli di lesione del midollo spinale del roditore. Med di Sci Transl. 11(487). PII: eaaw2064. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30971452

Nooijen ed altri, 2012. Uno stile di vita più attivo in persone con un'idoneità fisica e una salubrità recenti degli assegni d'invalidità del midollo spinale. Midollo spinale. 50(4): 320-3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22143679

Last Updated: Jan 23, 2020

Dr. Osman Shabir

Written by

Dr. Osman Shabir

Osman is a Postdoctoral Research Associate at the University of Sheffield studying the impact of cardiovascular disease (atherosclerosis) on neurovascular function in vascular dementia and Alzheimer's disease using pre-clinical models and neuroimaging techniques. He is based in the Department of Infection, Immunity & Cardiovascular Disease in the Faculty of Medicine at Sheffield.

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