नया अध्ययन बताता है कि व्यायाम करने वाली मांसपेशियां न्यूरॉन की वृद्धि में मदद करती हैं
(news.mit.edu)- MIT शोधकर्ताओं ने सेल प्रयोगों में पुष्टि की कि व्यायाम के दौरान होने वाला मांसपेशी संकुचन जैवरासायनिक संकेतों के साथ-साथ भौतिक बल के माध्यम से भी मोटर न्यूरॉन की वृद्धि को बढ़ावा दे सकता है
- व्यायाम की हुई मांसपेशियों द्वारा स्रावित myokines मिश्रण के संपर्क में आए मोटर न्यूरॉन, संपर्क में न आए न्यूरॉनों की तुलना में 4 गुना अधिक दूर तक बढ़े
- न्यूरॉनों को मांसपेशी व्यायाम की तरह बार-बार आगे-पीछे खींचने वाला यांत्रिक उत्तेजन अकेले भी myokines के संपर्क के समान स्तर की वृद्धि दिखाता है
- जीन विश्लेषण में व्यायाम उत्तेजना पाने वाले न्यूरॉनों में न्यूरॉन परिपक्वता, मांसपेशियों व अन्य तंत्रिकाओं के साथ संचार, और axon परिपक्वता से जुड़े अभिव्यक्ति परिवर्तन देखे गए
- लक्षित मांसपेशी उत्तेजना, क्षतिग्रस्त या अपक्षयग्रस्त तंत्रिकाओं की रिकवरी और गतिशीलता सुधारने वाली व्यायाम-आधारित उपचार पद्धतियों तक पहुंच सकती है
व्यायाम और न्यूरॉन वृद्धि का सीधा संबंध
- नियमित व्यायाम से केवल मांसपेशियों ही नहीं बल्कि हड्डियों, रक्त वाहिकाओं और प्रतिरक्षा तंत्र को भी लाभ होता है, और यह प्रयोग दिखाता है कि यह प्रभाव व्यक्तिगत न्यूरॉन स्तर तक भी पहुंच सकता है
- मांसपेशियां व्यायाम के दौरान संकुचन करते समय myokines नामक जैवरासायनिक संकेतों का मिश्रण स्रावित करती हैं, और ये संकेत न्यूरॉन वृद्धि को प्रभावित करते हैं
- myokines के संपर्क में आए न्यूरॉन, संपर्क में न आए न्यूरॉनों की तुलना में 4 गुना अधिक दूर तक बढ़े
- न्यूरॉन केवल जैवरासायनिक संकेतों ही नहीं बल्कि व्यायाम के भौतिक प्रभावों पर भी प्रतिक्रिया देते हैं
- मांसपेशियों के संकुचन-विश्राम की तरह जब न्यूरॉनों को बार-बार आगे-पीछे खींचा गया, तब भी myokines के संपर्क जैसा वृद्धि प्रभाव दिखा
- परिणाम Advanced Healthcare Materials में प्रकाशित हुए
पिछले मांसपेशी प्रत्यारोपण अध्ययन से शुरू हुआ सवाल
- 2023 में Ritu Raman की शोध टीम ने रिपोर्ट किया कि आघातजन्य मांसपेशी क्षति वाले चूहों में मांसपेशी ऊतक प्रत्यारोपित कर, उसे प्रकाश से बार-बार उत्तेजित करके व्यायाम कराया जाए तो गतिशीलता बहाल हो सकती है
- समय के साथ व्यायाम की हुई प्रत्यारोपित मांसपेशियों ने चूहों की मोटर क्षमता की रिकवरी में मदद की, और उनकी गतिविधि का स्तर स्वस्थ चूहों के तुलनीय स्तर तक पहुंच गया
- प्रत्यारोपित ऊतक के विश्लेषण में पाया गया कि नियमित व्यायाम ने जैवरासायनिक संकेतों के उत्पादन को उत्तेजित किया, जो तंत्रिका और रक्त वाहिका वृद्धि को बढ़ावा देने के लिए जाने जाते हैं
- शोध टीम ने यह जांचने के लिए कि क्या जानवर के भीतर प्रतिरक्षा तंत्र जैसी अन्य कोशिका प्रकारों के बजाय स्वयं व्यायाम की हुई मांसपेशी सीधे तंत्रिका वृद्धि को प्रभावित करती है, केवल मांसपेशी और तंत्रिका ऊतक को अलग करके प्रयोग किया
मांसपेशी ऊतक को व्यायाम कराना और स्रावित पदार्थ एकत्र करना
- शोधकर्ताओं ने चूहे की मांसपेशी कोशिकाओं को लंबी फाइबर के रूप में उगाकर फिर उन्हें fuse कर, सिक्के के आकार की परिपक्व मांसपेशी ऊतक शीट बनाई
- इस मांसपेशी को आनुवंशिक रूप से इस तरह बदला गया कि यह प्रकाश के प्रति प्रतिक्रिया में संकुचित हो
- बार-बार प्रकाश डालकर मांसपेशियों को निचोड़े जाने की तरह संकुचित कराया गया, जिससे व्यायाम क्रिया जैसा प्रभाव दोहराया गया
- मांसपेशी ऊतक Raman द्वारा पहले विकसित gel mat पर बढ़ा और व्यायाम किया गया
- यह gel मांसपेशी ऊतक को सहारा देता है और उत्तेजना के दौरान ऊतक के अलग न हो जाने के लिए डिज़ाइन किया गया है
- माना गया कि व्यायाम की हुई मांसपेशियों के आसपास के घोल में growth factors, RNA और कई proteins सहित myokines मौजूद होंगे
- मांसपेशियां सामान्य अवस्था में भी myokines स्रावित करती हैं, लेकिन व्यायाम करने पर इन्हें अधिक मात्रा में बनाती हैं
myokines मोटर न्यूरॉन वृद्धि को बढ़ावा देते हैं
- शोध टीम ने myokines वाले घोल को अलग डिश में रखे मोटर न्यूरॉनों में स्थानांतरित किया
- मोटर न्यूरॉन, स्वैच्छिक गतिविधियों में शामिल मांसपेशियों को नियंत्रित करने वाली स्पाइनल कॉर्ड की तंत्रिकाएं हैं
- न्यूरॉनों को चूहे से प्राप्त stem cells से उगाया गया और उन्हें मांसपेशी ऊतक जैसे gel mat पर संवर्धित किया गया
- myokines मिश्रण के संपर्क में आए न्यूरॉन तेजी से बढ़ने लगे
- वे जैवरासायनिक घोल न पाने वाले न्यूरॉनों की तुलना में 4 गुना अधिक दूर तक बढ़े
- वृद्धि दूरी अधिक थी, गति भी तेज थी, और प्रभाव लगभग तुरंत दिखाई दिया
- RNA विश्लेषण में व्यायाम उत्तेजना पाने वाले न्यूरॉनों में gene expression परिवर्तन की पुष्टि हुई
- ऊपर-नियंत्रित कई genes केवल न्यूरॉन वृद्धि ही नहीं बल्कि न्यूरॉन परिपक्वता से भी जुड़े थे
- मांसपेशियों और अन्य तंत्रिकाओं के साथ संचार, तथा axon परिपक्वता से संबंधित gene परिवर्तन भी दिखे
- व्यायाम का जैवरासायनिक प्रभाव न्यूरॉनों को अधिक परिपक्व और कार्यात्मक अवस्था की ओर ले जाने की प्रक्रिया से भी जुड़ा हो सकता है
भौतिक व्यायाम प्रभाव भी जैवरासायनिक संकेतों जितना महत्वपूर्ण
- शोध टीम ने जांचा कि क्या मांसपेशियों से आए जैवरासायनिक संकेतों के बिना भी केवल व्यायाम का यांत्रिक बल न्यूरॉन वृद्धि को बदल सकता है
- मोटर न्यूरॉनों के एक अलग सेट को छोटे चुंबकों वाले gel mat पर उगाया गया
- बाहरी चुंबक से mat और न्यूरॉनों को आगे-पीछे हिलाकर, न्यूरॉनों को रोज़ 30 मिनट “व्यायाम” कराया गया
- यांत्रिक व्यायाम पाने वाले न्यूरॉन, myokines के संपर्क में आए न्यूरॉनों जितने ही बढ़े
- वे बिना किसी व्यायाम उत्तेजना वाले न्यूरॉनों की तुलना में काफी अधिक दूर तक बढ़े
- इस तरह जैवरासायनिक और भौतिक, दोनों प्रभाव न्यूरॉन वृद्धि के महत्वपूर्ण स्तंभ साबित हुए
- अगला चरण यह अध्ययन करना है कि क्या लक्षित मांसपेशी उत्तेजना का उपयोग क्षतिग्रस्त तंत्रिकाओं को बढ़ाने और ठीक करने, तथा ALS जैसी neurodegenerative बीमारियों से जूझ रहे लोगों की गतिशीलता बहाल करने में किया जा सकता है
- पेपर: “Actuating Extracellular Matrices Decouple the Mechanical and Biochemical Effects of Muscle Contraction on Motor Neurons”
1 टिप्पणियां
Hacker News की रायें
कई comments इसे “strength training दिमाग को मजबूत बनाती है” की तरह पढ़ रहे हैं, इसलिए साफ कर दूं: यह research दिमाग के neurons पर नहीं, बल्कि motor neurons पर है
motor neurons spinal cord और muscle cells के बीच मौजूद neurons होते हैं, जो दिमाग से आए signals को muscle contraction और relaxation में बदलते हैं
यह बात शायद पहले से मालूम थी कि exercise करने से muscles की innervation, यानी किसी muscle से जुड़े neurons की संख्या/precision बढ़ती है, और यही pianists जैसे लोगों के fine motor control का mechanism है
यह study उस प्रक्रिया को और स्पष्ट करती दिखती है, और उस mechanism के लिए ज्यादा मजबूत empirical evidence देती है। अगर इसे nerve damage या spinal cord injury recovery में इस्तेमाल किया जा सके, तो यह काफी उम्मीद जगाने वाली बात होगी
HIIT exercise muscles से lactate बनवाती है, और यह lactate blood-brain barrier पार करके brain-derived neurotrophic factor expression को induce करता है
BDNF neuron growth और repair के लिए अहम है, और हफ्ते में कुछ बार जोरदार sprint करने भर से भी इसे काफी बढ़ाया जा सकता है। जिन लोगों के पास exercise के लिए हफ्ते में सिर्फ कुछ घंटे हैं, उनके लिए यह अच्छी खबर है
weightlifting से भी यही effect होता है या नहीं, यह मुझे ठीक से नहीं पता। मैंने कुछ समय से खोजा नहीं है, इसलिए हो सकता है मेरा data latest research से पीछे हो
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6246624/
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6435829/
मुझे समझ नहीं आया कि calf muscle growth में इतना extreme imbalance क्यों है, इसलिए मैंने left leg से single-leg calf raise करने की कोशिश की, लेकिन कर नहीं पाया, और 6–7 महीने बाद भी नहीं कर पाता
मैं left calf को अलग से train नहीं करता; सामान्य तौर पर running और कभी-कभार squats ही करता हूं
मुझे लगता है कि यह motor neurons के ठीक से fire न करने से जुड़ा हो सकता है। physiotherapist ने calf और toe stretches सुझाए, लेकिन मुझे यह बात समझ नहीं आई, क्योंकि जो muscles या bones expected तरीके से काम नहीं कर रहे, उन्हें exercise कराना उल्टा हालत खराब कर सकता है ऐसा लगा
मुझे कोई बहुत convincing जवाब नहीं मिला, लेकिन यह paper देखकर लगता है कि शायद उसने बिल्कुल सही point पकड़ा था। calf muscle को isolate करके exercise कराने से शायद उन neurons को fire करने में मदद मिले
अभी यह disability के level पर नहीं है, लेकिन 20–30 साल बाद balance पर इसका क्या असर होगा, पता नहीं। अभी मेरी उम्र 47 है
muscles को control करने के लिए neurons चाहिए, इसलिए कोई feedback loop मौजूद है, यह बात reasonable लगती है
मुझे याद है कि muscle growth और bone density के बीच भी ऐसे ही feedback loop के बारे में पढ़ा था। मतलब जैसे-जैसे आप stronger होते हैं, bones भी ज्यादा load झेलने की दिशा में benefit लेते हैं
मेरी समझ में movement chain nervous system → muscles → tendons → bones तक जाती है। यह मानना natural है कि ये सारे elements किसी न किसी तरीके से एक-दूसरे को stronger बनाते हैं
source: https://www.youtube.com/watch?v=6PNBjKJ9hxQ
mental clarity और sleep को improve करने वाली दो चीजें हैं alcohol छोड़ना और strength training
अगर mental clarity या sleep की problem होती, तो शायद और कम कर देता। Dry January भी किया था, लेकिन हैरानी हुई कि body में उतना बड़ा फर्क नहीं लगा। हो सकता है 30 दिन काफी लंबा समय न हो
सब कुछ एक-दूसरे को influence करता है
यह खुद भी बहुत physical exercise है, लेकिन लगता है कि यह shoulders, hips और hamstrings जैसी जगहों की बहुत सारी muscle tension release करता है, जो sleep problems की वजह होती हैं लेकिन अक्सर notice नहीं होतीं
Ashtanga करते समय मेरी नींद भी बेहतर थी, और कम सोने पर भी body ज्यादा अच्छी लगती थी। सच में हैरान करने वाला था। कुछ reasons की वजह से अभी इसे अपनी life में वापस लाने में मुश्किल हो रही है
gym भी फिर से जाना चाहिए, लेकिन जब confidence ज्यादा नहीं होता तो जाने की energy जुटाना बहुत मुश्किल होता है। असल में यही फिर से exercise शुरू करने की वजह है, इसलिए थोड़ा silly है
तेज pace में एक घंटा चलना, hill climb करना, या 10–15 pound के weights कुछ बार उठाना भी anxiety कम करने, stiffness और pain घटाने, और दिमाग की speed पर कमाल का असर डालता है
पूरा शरीर nerves और muscles वाला एक thinking system है, और ठीक से काम करने के लिए इसे feedback चाहिए
जिसने भी exercise शुरू की है, वह यह notice करता है। पहले कुछ हफ्तों में neural signaling improvement की वजह से strength और endurance बहुत तेजी से बढ़ते हैं, और उसके बाद muscle gain मुख्य driver बनता है तो pace धीमा हो जाता है
ठीक है, अब weightlifting शुरू करने का मन लगभग बन गया है
अगर ऐसी study आ जाए कि इससे hair growth भी होती है, तो 100% शुरू कर दूंगा
पहले मैं looks की ज्यादा परवाह नहीं करता था, लेकिन hair loss सच में बहुत भारी लगता है। Finasteride मुझे depressed कर देता है और Minoxidil बहुत झंझट है। ऐसे comments देखकर लगता है कि मैं अकेला नहीं हूं
लगता है इसमें self-challenge वाला element है, जिसे शुरू करने के बाद ही समझा जा सकता है
मुझे समझ नहीं आ रहा कि यहां किस हिस्से को नया बताया जा रहा है। myokines का neuron growth और health पर effect तो well-known phenomenon नहीं है क्या?
या यह MIT press release का research को फिर से overhype करने वाला मामला है?
तो फिर spinal cord injury वाले patients को stationary रहने के लिए क्यों कहा जाता है?