न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग में संज्ञानात्मक हानि पर शारीरिक व्यायाम का प्रभाव: पैथोफिज़ियोलॉजी से लेकर नैदानिक और पुनर्वास संबंधी पहलुओं तक भाग 1
Feb 29, 2024
सार: न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग विकृतियों का एक समूह है जो मोटर और संज्ञानात्मक सीमाओं के कारण गंभीर विकलांगता का कारण बनता है। विशेष रूप से, संज्ञानात्मक हानि एक बढ़ती हुई स्वास्थ्य और सामाजिक-आर्थिक समस्या है जिससे आज भी निपटना मुश्किल है।
न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग उन बीमारियों के वर्ग को संदर्भित करते हैं जो तंत्रिका तंत्र के अध:पतन की विशेषता रखते हैं। ये रोग रोगी के शरीर के कार्यों को गंभीर रूप से प्रभावित कर सकते हैं, जिसमें स्मृति भी शामिल है। हालाँकि, न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारी होने का मतलब यह नहीं है कि स्मृति अपरिवर्तनीय रूप से क्षतिग्रस्त हो गई है।
स्मृति हानि के लक्षणों से राहत पाने के लिए हम कई चीजें कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम जीवन के प्रति सकारात्मक दृष्टिकोण बनाए रखकर, सामाजिक संबंधों को मजबूत करके, सांस्कृतिक और कलात्मक गतिविधियों में भाग लेकर और खेलों में बने रहकर मस्तिष्क तंत्रिका कोशिकाओं के स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों की प्रगति को धीमा कर सकते हैं।
इसके अतिरिक्त, एक उपचार जिसे व्यापक रूप से प्रभावी माना जाता है, वह है संज्ञानात्मक प्रशिक्षण, जैसे कि दिमागी खेल और संज्ञानात्मक अभ्यास जो विशेष रूप से संज्ञानात्मक क्षमताओं को लक्षित करते हैं, जो विशेष रूप से न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग वाले लोगों में स्मृति और सोच कौशल को बेहतर बनाने में मदद करते हैं।
अंत में, हमें अपने शारीरिक और मानसिक स्वास्थ्य पर भी ध्यान देना चाहिए और अस्वास्थ्यकर जीवनशैली की आदतों जैसे अत्यधिक तनाव, अनिद्रा, व्यायाम की कमी, खराब आहार आदि से बचना चाहिए। ये कारक हमारे मस्तिष्क के कार्य को नुकसान पहुंचाएंगे।
हमें यह मानना चाहिए कि जीवन के प्रति सकारात्मक दृष्टिकोण, वैज्ञानिक उपचार विधियों और अच्छी स्वास्थ्य आदतों की संयुक्त कार्रवाई से, भले ही हम न्यूरोडीजेनेरेटिव बीमारियों से पीड़ित हों, हम अभी भी जीवन के प्रति सकारात्मक दृष्टिकोण बनाए रख सकते हैं, विभिन्न कठिनाइयों को दूर कर सकते हैं, और एक स्वस्थ शरीर और आत्मा पा सकते हैं, बीमारी को हमारे जीवन को प्रभावित करने वाली एक बाधा नहीं बनने देंगे। यह देखा जा सकता है कि हमें याददाश्त में सुधार करने की आवश्यकता है, और सिस्टांचे डेज़र्टिकोला याददाश्त में काफी सुधार कर सकता है क्योंकि सिस्टांचे डेज़र्टिकोला एक पारंपरिक चीनी औषधीय सामग्री है जिसके कई अनोखे प्रभाव हैं, जिनमें से एक याददाश्त में सुधार करना है। सिस्टांचे डेज़र्टिकोला की प्रभावकारिता इसमें मौजूद कई सक्रिय तत्वों से आती है, जिसमें टैनिक एसिड, पॉलीसेकेराइड, फ्लेवोनोइड ग्लाइकोसाइड आदि शामिल हैं। ये तत्व विभिन्न मार्गों के माध्यम से मस्तिष्क के स्वास्थ्य को बढ़ावा दे सकते हैं।
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चूंकि संज्ञानात्मक कमियों के लिए कोई औषधीय रूप से प्रभावी उपचार नहीं है, इसलिए उन पर स्वस्थ जीवनशैली के संभावित प्रभावों के बारे में वैज्ञानिक रुचि बढ़ रही है। इस संदर्भ में, शारीरिक गतिविधि प्राथमिक रोकथाम हस्तक्षेप, एक गैर-औषधीय चिकित्सा और न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में संज्ञानात्मक कार्यों को बेहतर बनाने के लिए एक पुनर्वास उपकरण के रूप में अधिक से अधिक साक्ष्य प्राप्त कर रही है।
इस वर्णनात्मक अवलोकन में, हम शारीरिक व्यायाम के न्यूरोबायोलॉजिकल प्रभावों पर प्रकाश डालते हैं, जो साइटोकाइन और हार्मोनल स्तर पर कार्य करके न्यूरोप्लास्टिसिटी और न्यूरोप्रोटेक्शन को बढ़ावा दे सकता है, और परिणामस्वरूप संज्ञानात्मक हानि से पीड़ित रोगियों पर सकारात्मक नैदानिक प्रभाव पड़ता है।
कीवर्ड: शारीरिक गतिविधि; व्यायाम; पुनर्वास; अल्जाइमर रोग; पार्किंसंस रोग।
1 परिचय
न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के वंशानुगत विकारों का एक समूह है, जो विशिष्ट न्यूरॉन आबादी और उनके कनेक्शन को धीमी, प्रगतिशील क्षति पहुंचाता है [1]।
वे गंभीर नैदानिक परिणाम पैदा कर सकते हैं, जैसे मोटर और संज्ञानात्मक विकलांगता, और देखभाल पर निर्भरता [2]। विशेष रूप से, संज्ञानात्मक क्षमताओं की दुर्बलता एक बढ़ती हुई स्वास्थ्य और सामाजिक आर्थिक समस्या है।
यूरोप में डिमेंशिया और हल्के संज्ञानात्मक हानि (एमसीआई) के मामलों में 2001 में 7.7 मिलियन से 2040 में 15.9 मिलियन तक की वृद्धि होने का अनुमान है [3]। 2003 में ग्लोबल बर्डन ऑफ डिजीज द्वारा प्रदान किए गए अनुमानों के अनुसार, डिमेंशिया ने 60 वर्ष और उससे अधिक आयु के लोगों में विकलांगता के साथ 11.2% वर्षों का योगदान दिया, जो स्ट्रोक, मस्कुलोस्केलेटल विकारों, हृदय रोग और सभी प्रकार के कैंसर से अधिक है [4]।
अनुमान है कि 2008 से 2030 के बीच पूरे यूरोपीय महाद्वीप में मनोभ्रंश की लागत लगभग 43% बढ़कर 250 बिलियन यूरो से अधिक हो जाएगी। इसलिए, इस बीमारी के बारे में शोध चिकित्सकों और पुनर्वासकर्ताओं के लिए एक वास्तविक चुनौती का प्रतिनिधित्व करता है।
दवाओं और पुनर्वास तकनीकों दोनों का उपयोग करके कई उपचार रणनीतियों का परीक्षण किया गया है [5]। इसके अलावा, न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों से उत्पन्न संज्ञानात्मक सीमाओं के प्रबंधन और रोकथाम दोनों में जीवनशैली के महत्व पर बहुत रुचि दिखाई गई है [6]।
जीवन की आदतों में, शारीरिक गतिविधि की संभावित भूमिका तेजी से दिलचस्प होती जा रही है। मस्तिष्क गतिविधि पर शारीरिक व्यायाम (पीई) के सकारात्मक प्रभावों के बारे में लंबे समय से चर्चा चल रही है [7]। रायचलेन एट अल. ने मानव मस्तिष्क के आकार और धीरज-व्यायाम क्षमता के बीच सकारात्मक सहसंबंध की रिपोर्ट की, जो मनुष्यों में हरकत और अनुभूति के बीच सह-विकास का सुझाव देता है [8]।
हालाँकि, पीई ने हाल ही में अंतर्राष्ट्रीय वैज्ञानिक समुदाय का ध्यान आकर्षित करना शुरू किया है, विशेष रूप से संज्ञानात्मक कार्यों, स्थानिक सीखने और स्मृति पर इसके संभावित प्रभावों के आसपास, मस्तिष्क के स्वास्थ्य को बनाए रखने और न्यूरोडीजेनेरेटिव और मनोरोग स्थितियों का इलाज करने की एक गैर-दवा विधि के रूप में [9]।
वयस्क और वृद्ध आबादी में एरोबिक और प्रतिरोध अभ्यास के लाभकारी प्रभावों को प्रदर्शित किया गया है [10], और इसी तरह, पुनर्वास चिकित्सीय व्यायाम मनोभ्रंश जैसे विकृति विज्ञान में संज्ञानात्मक हानि की अपरिहार्य प्रगति को धीमा करने का एक प्रभावी साधन प्रतीत होता है [11]।
इसलिए, पीई जोखिम कारकों और इसकी न्यूरोप्रोटेक्टिव क्षमता में कमी के माध्यम से वृद्ध वयस्कों में आयु-संबंधित गिरावट को धीमा करने और रोग-संबंधी संज्ञानात्मक हानि को कम करने के लिए एक गैर-औषधीय दृष्टिकोण प्रदान करता है।
फिर भी, न्यूरोप्लास्टिसिटी तंत्र के अंतर्निहित जैव रासायनिक और आणविक आधार अभी भी आंशिक रूप से अस्पष्ट हैं, साथ ही वे प्रक्रियाएं भी हैं जो पीई के प्रभावों को न्यूरोलॉजिकल और नैदानिक लाभों में परिवर्तित करती हैं [12]।
इस साहित्य वर्णनात्मक अवलोकन का उद्देश्य यह जांच करना है कि क्या PE का न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों से संबंधित संज्ञानात्मक हानि पर नैदानिक रूप से सकारात्मक और पुनर्वास-सुधार प्रभाव है और इन प्रक्रियाओं को समझाने वाले न्यूरोबायोलॉजिकल तंत्रों को अधिक गहराई से समझना है।
2. न्यूरोडीजेनेरेटिव रोग में शारीरिक व्यायाम से संबंधित न्यूरोबायोलॉजिकल प्रक्रियाएं
संज्ञानात्मक कार्य का रखरखाव न्यूरोप्लास्टिसिटी और न्यूरोप्रोटेक्शन की प्रक्रियाओं में निहित है (चित्र 1)।
न्यूरोप्लास्टिसिटी मस्तिष्क की कार्यात्मक और संरचनात्मक गुणों को बदलने की क्षमता है ताकि बदलती मांगों का जवाब दिया जा सके, और इसके परिणामस्वरूप सीखने और कौशल हासिल करने में मदद मिलती है [13]। यह सर्वविदित है कि पीई मस्तिष्क के कुछ क्षेत्रों की न्यूरोप्लास्टिसिटी की सुविधा प्रदान करता है, और परिणामस्वरूप, यह संज्ञानात्मक कार्यों में सुधार करता है [14]।
फार्मर एट अल. ने प्रदर्शित किया कि हिप्पोकैम्पल न्यूरॉन्स व्यायाम के जवाब में स्टेम कोशिकाओं की एकल आबादी से बढ़ते और विकसित होते हैं [15]। नए न्यूरॉन्स परिपक्व न्यूरॉन्स की तुलना में कनेक्शन बनाने में अधिक लचीले होते हैं, जिससे स्वस्थ सीखने, अच्छी याददाश्त और मनोदशा विनियमन की अनुमति मिलती है [16]।
इसके अलावा, कई मस्तिष्क गतिविधियों को ठीक से काम करने के लिए, हिप्पोकैम्पस कुछ उत्तेजक कारकों जैसे कि मस्तिष्क-व्युत्पन्न न्यूरोट्रॉफ़िक कारक (BDNF), ग्लियाल-व्युत्पन्न न्यूरोट्रॉफ़िक कारक (GDNF), और इंसुलिन-जैसे विकास कारक (IGF-1) के स्राव के माध्यम से एक भूमिका निभाता है, जो सिनैप्सिन और सिनैप्टोफिसिन के साथ मिलकर ऑक्सीडेटिव तनाव और एपोप्टोटिक कार्यों के डाउनरेगुलेशन को प्रेरित करता है [17]। सुरक्षात्मक न्यूरोट्रॉफ़िन की बढ़ी हुई रिहाई पशु और मानव अध्ययनों में पीई से जुड़ी है [18]।
2.1. शारीरिक व्यायाम से प्रेरित न्यूरोट्रॉफिन मॉड्यूलेशन
बीडीएनएफ छोटे, स्रावित प्रोटीन के परिवार से संबंधित है जिसमें तंत्रिका वृद्धि कारक, न्यूरोट्रॉफ़िन 3 और न्यूरोट्रॉफ़िन 4 भी शामिल हैं। यह एक एंटीएपोप्टोटिक और एंटीऑक्सिडेंट एजेंट के रूप में कार्य करता है और माइक्रोग्लिया और प्रोइंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स द्वारा प्रेरित सभी ऑटोफ़ैगी प्रक्रियाओं को दबाता है [19]।
बीडीएनएफ मस्तिष्क में अपने उच्च अभिव्यक्ति स्तरों और सिनेप्स पर इसके शक्तिशाली प्रभावों के कारण सभी न्यूरोट्रॉफ़िन में से एक है [20]। इसके अलावा, चर्चिल एट अल. ने 2002 में संकेत दिया कि बीडीएनएफ न्यूरोट्रॉफ़िन दीर्घकालिक स्मृति और सीखने में सूचना भंडारण प्रक्रियाओं में शामिल है [21]।
शारीरिक रूप से, इस्केमिक आघात के बाद, माइक्रोग्लिया सक्रिय हो जाते हैं और प्रो-इन्फ्लेमेटरी गतिविधि के साथ कार्य करते हैं, जिससे मुक्त ऑक्सीडेटिव रेडिकल्स (आरओएस) में वृद्धि होती है, जिसके लिए न्यूरोनल कोशिकाएं एटीपी का उपभोग करके और अनिवार्य रूप से मरकर प्रतिक्रिया करने की कोशिश करती हैं; इसलिए, पीई के माध्यम से बीडीएनएफ के स्तर को बढ़ाने से इन घटनाओं के प्रभाव को कम किया जा सकता है [21]। पीई बीडीएनएफ की अभिव्यक्ति को बढ़ाता है, लेकिन आईजीएफ-1 की भी, जो व्यायाम-प्रेरित संज्ञानात्मक लाभों को मध्यस्थ करने के लिए बीडीएनएफ के साथ बातचीत करता है [22–24]।
मैटसन एट अल ने सुझाव दिया कि, चूंकि धीरज व्यायाम मस्तिष्क में बीडीएनएफ अभिव्यक्ति को बढ़ाता है, व्यायाम क्षमता में सुधार मस्तिष्क के विकास को सकारात्मक रूप से लागू कर सकता है, विशेष रूप से हिप्पोकैम्पस में [25]। इसलिए, व्यायाम प्रशिक्षण को एमिग्डाला और हिप्पोकैम्पस के न्यूरोनल कार्यों को बढ़ाने के लिए जाना जाता है, क्योंकि यह बीडीएनएफ / ट्रकेबी सिग्नलिंग अणुओं के स्तर को बढ़ाता है [26]।
फहीमी एट अल ने बताया कि चूहों में ट्रेडमिल और रनिंग व्हील अभ्यास के लगभग चार सप्ताह से कई बदलाव आए जैसे कि बीडीएनएफ-एमआरएनए और प्रोटीन के स्तर में उल्लेखनीय वृद्धि, डेंटेट गाइरस में सिनैप्टिक लोड में उल्लेखनीय वृद्धि, एस्ट्रोसाइट्स की आकृति विज्ञान में परिवर्तन और डेंटेट गाइरस कोशिकाओं की ओर एस्ट्रोसाइटिक अनुमानों का उन्मुखीकरण [27]।
ज़ुगा एट अल. ने यह भी सुझाव दिया कि BDNF न्यूरोनल डोपामाइन सामग्री और इसके रिलीज को नियंत्रित करता है, जो न्यूरोनल प्लास्टिसिटी, न्यूरोनल अस्तित्व, सीखने और स्मृति के लिए आवश्यक हैं [28]। इसलिए, पीई के बाद रक्त में BDNF सांद्रता की वृद्धि संज्ञानात्मक हानि के लिए एक निवारक कारक प्रतीत होती है। BDNF की तरह, IGF-1 भी न्यूरोनल विकास, अस्तित्व और भेदभाव को बढ़ावा देता है।
6 महीने तक मध्यम से उच्च स्तर के प्रतिरोध व्यायाम के बाद वृद्ध वयस्कों में इसकी रक्त सांद्रता बढ़ती हुई प्रतीत होती है [29]। हालाँकि IGF-1 की विशिष्ट आणविक क्रियाएँ जो वृद्ध जानवरों में बेहतर संज्ञानात्मक प्रदर्शन में योगदान करती हैं, अभी भी अज्ञात हैं, इस बात के नए प्रमाण हैं कि सिनैप्टिक आकृति विज्ञान और कार्य IGF-1 द्वारा विनियमित होते हैं। शि एट अल. ने हिप्पोकैम्पस के CA1 क्षेत्र में कई स्पाइनबटन (MSB) कॉम्प्लेक्स में सिनैप्टिक प्रोफाइल के साथ-साथ कुल सिनैप्टिक प्रोफाइल को निर्धारित किया और पोस्टसिनेप्टिक घनत्व (PSD) लंबाई निर्धारित की।
परिणामों ने मध्य और वृद्धावस्था के बीच कुल सिनेप्स में कमी का संकेत दिया, लेकिन वृद्ध जानवरों में IGF-1 के संक्रमण से PSD की लंबाई और MSB सिनेप्स की संख्या में वृद्धि हुई। ये परिवर्तन बढ़ी हुई सिनेप्टिक प्रभावकारिता के रूपात्मक सहसंबंध प्रतीत होते हैं और सुझाव देते हैं कि IGF-1 का स्तर हिप्पोकैम्पस के CA1 क्षेत्र में सिनेप्टिक फ़ंक्शन को प्रभावित करता है [30]।
ये निष्कर्ष संकेत दे सकते हैं कि परिसंचारी IGF-1 सामान्य मस्तिष्क कार्य की रक्षा के लिए आवश्यक है। इसके अलावा, ट्रेजो एट अल। ने प्रदर्शित किया कि IGF-1- की कमी वाले चूहों में IGF-1 के लंबे समय तक व्यवस्थित प्रशासन द्वारा व्यवहारिक और सिनैप्टिक घाटे में सुधार हुआ, जिसने हिप्पोकैम्पस में ग्लूटामेटेरिक बटन के घनत्व को सामान्य किया। ये परिणाम संकेत देते हैं कि परिसंचारी IGF-1 केंद्रीय ग्लूटामेट सिनैप्स पर अपने ट्रॉफिक प्रभावों के माध्यम से परिपक्व मस्तिष्क कार्य, यानी सीखने और सिनैप्टिक प्लास्टिसिटी को भी प्रभावित करता है [31]।
इसलिए, पीई के माध्यम से परिसंचारी आईजीएफ-1 के स्तर को बढ़ाना न केवल संज्ञानात्मक हानि की उपस्थिति को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि प्रभावित लोगों में संज्ञानात्मक प्रदर्शन में सुधार करने के लिए भी महत्वपूर्ण है।
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