Nghiên cứu mới chỉ ra việc tập luyện cơ bắp giúp tế bào thần kinh phát triển

• 13/11/2024 11:00

Kết quả nghiên cứu cho thấy tác động sinh hóa và cơ học của việc tập cơ bắp có thể hỗ trợ quá trình phục hồi dây thần kinh.

Khi tiếp xúc với các tín hiệu sinh hóa và cơ học từ việc tập thể dục, các tế bào thần kinh vận động (màu tím) thể hiện sự phát triển mới (màu xanh lá) nhanh hơn so với các tế bào thần kinh không nhận được tín hiệu liên quan đến tập thể dục Khi tiếp xúc với các tín hiệu sinh hóa và cơ học từ việc tập thể dục, các tế bào thần kinh vận động (màu tím) thể hiện sự phát triển mới (màu xanh lá) nhanh hơn so với các tế bào thần kinh không nhận được tín hiệu liên quan đến tập thể dục | Nguồn: MITTập thể dục đem lại nhiều lợi ích cho cơ thể là điều gần như không phải bàn cãi. Hoạt động thường xuyên không chỉ giúp cơ bắp khỏe mạnh hơn mà còn tăng cường sức khỏe của xương, mạch máu và hệ miễn dịch.Hiện nay, các kỹ sư tại MIT đã phát hiện rằng tập thể dục còn mang lại lợi ích ở cấp độ từng tế bào thần kinh. Họ nhận thấy rằng khi cơ bắp co lại trong lúc tập luyện, chúng giải phóng một loạt các tín hiệu sinh hóa gọi là myokine. Khi các tế bào này tiếp xúc với các tín hiệu do cơ bắp tạo ra này, chúng phát triển dài hơn gấp bốn lần so với các tế bào thần kinh không tiếp xúc với myokine. Những thí nghiệm này chứng minh rằng tập thể dục có thể mang lại tác động sinh hóa đáng kể đối với sự phát triển của dây thần kinh.Bất ngờ hơn, nhóm nghiên cứu còn phát hiện rằng các tế bào thần kinh không chỉ phản ứng với tín hiệu sinh hóa từ việc tập thể dục mà còn với tác động cơ học. Họ quan sát thấy khi các tế bào này bị kéo căng lặp đi lặp lại, giống như cách cơ bắp co giãn trong lúc tập luyện, chúng cũng phát triển mạnh mẽ như khi tiếp xúc với myokine.Trước đây, các nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ sinh hóa tiềm năng giữa hoạt động cơ bắp và sự phát triển của dây thần kinh. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu chứng minh rằng tác động cơ học có tầm quan trọng tương đương. Kết quả này, được công bố trên tạp chí Advanced Healthcare Materials, đã làm sáng tỏ mối quan hệ giữa cơ bắp và dây thần kinh trong khi tập thể dục, đồng thời có thể giúp định hướng các liệu pháp phục hồi khi dây bị tổn thương.Các nhà khoa học MIT phát hiện rằng sự phát triển của tế bào thần kinh vận động tăng đáng kể trong 5 ngày khi tiếp xúc với các tín hiệu sinh hóa và cơ học liên quan đến tập thể dục. Quả cầu màu xanh lá biểu thị cụm tế bào thần kinh phát triển ra ngoài với các đuôi dài, hay còn gọi là sợi trục (axon) Các nhà khoa học MIT phát hiện rằng sự phát triển của tế bào thần kinh vận động tăng đáng kể trong 5 ngày khi tiếp xúc với các tín hiệu sinh hóa và cơ học liên quan đến tập thể dục. Quả cầu màu xanh lá biểu thị cụm tế bào thần kinh phát triển ra ngoài với các đuôi dài, hay còn gọi là sợi trục (axon) | Nguồn: MIT

Kết nối cơ bắp và thần kinh

Giáo sư Ritu Raman, giảng viên tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí MIT chia sẻ: “Giờ đây, chúng ta đã biết sự liên hệ giữa cơ bắp và dây thần kinh tồn tại. Điều này có thể hữu ích trong việc điều trị chấn thương thần kinh, nơi kết nối giữa cơ và thần kinh bị gián đoạn... Có thể nếu kích thích cơ bắp, chúng ta sẽ khuyến khích dây thần kinh phục hồi và khôi phục khả năng vận động cho những người bị mất do chấn thương hoặc bệnh thoái hóa thần kinh.”Nghiên cứu mới do Raman dẫn đầu với sự tham gia của nhiều nhà khoa học tại MIT, tập trung xác định xem liệu việc tập luyện cơ bắp có tác động trực tiếp nào đến sự phát triển của dây thần kinh hay không. Nhóm nghiên cứu đã nuôi cấy các tế bào cơ chuột thành một tấm mô cơ nhỏ. Họ thiết kế gene để cơ co lại khi tiếp xúc với ánh sáng, qua đó mô phỏng hành động tập thể dục.Khi kích thích các tế bào cơ này, nhóm nghiên cứu thu thập dung dịch xung quanh mô cơ. Dung dịch này chứa các myokine, bao gồm yếu tố tăng trưởng, RNA và nhiều loại protein khác.Sau đó, họ sử dụng dung dịch chứa myokine này để tác động lên các tế bào thần kinh vận động — loại tế bào điều khiển cơ bắp trong vận động tự nguyện. Kết quả, các tế bào thần kinh bắt đầu phát triển nhanh chóng, với tốc độ nhanh gấp bốn lần so với nhóm đối chứng không tiếp xúc với dung dịch myokine.

Tác động cơ học cũng quan trọng không kém

Nhóm nghiên cứu không dừng lại ở tác động sinh hóa. Họ tiếp tục thử nghiệm xem các tế bào thần kinh có phản ứng như thế nào khi chịu tác động cơ học tương tự như trong lúc cơ bắp vận động. Kết quả, chỉ cần kéo giãn tế bào thần kinh qua lại trong 30 phút mỗi ngày, chúng phát triển mạnh mẽ tương đương với nhóm được tiếp xúc với myokine.Raman nhận định: “Đây là một dấu hiệu tích cực vì nó cho thấy cả tác động sinh hóa và cơ học của việc tập luyện đều quan trọng như nhau."Nhóm nghiên cứu đang lên kế hoạch nghiên cứu sâu hơn về cách kích thích cơ bắp để hỗ trợ sự phát triển và phục hồi dây thần kinh, đặc biệt trong việc điều trị các bệnh thoái hóa thần kinh như ALS. Giáo sư cũng chia sẻ rằng: “Đây mới chỉ là bước đầu để hiểu và khai thác tập thể dục như một phương pháp điều trị.”