اگزرکاین ها و شبکه ی ارتباطی بین اندامی القاشده توسط ورزش: از عضله تا مغز

مقدمه: عضله اسکلتی به عنوان اندام ترشحی، مولکول های موسوم به اگزرکاین را در پاسخ به ورزش آزاد می کند که برخی از آن ها با عبور از سد خونی-مغزی، عملکرد شناختی را تحت تاثیر قرار می دهند. با وجود شناسایی چند میانجی مولکولی برای این محور، دانش موجود درباره سازوکار دقیق این ارتباط، میزان تعمیم پذیری آن از مدل های حیوانی به انسان، و ناهمگونی پاسخ اگزرکاینی میان گونه ها ناقص باقی مانده است. هدف این مرور، تحلیل انتقادی و یکپارچه سازی شواهد موجود درباره اگزرکاین های میانجی ارتباط بین اندامی عضله-مغز، با تمرکز بر FNDC۵/ایریزین و کاتپسین B، و ارزیابی میزان همگونی یافته های حیوانی و انسانی در این حوزه است. روش: این نوشتار در قالب یک مرور روایی-انتقادی تدوین شد که در طراحی و گزارش دهی آن، عناصر مرتبط از راهنمای PRISMA ۲۰۲۰ برای شفافیت راهبرد جست وجو به کار گرفته شد. جست وجو در پایگاه های PubMed/MEDLINE، Scopus، Web of Science و Google Scholar، بدون محدودیت زمانی، با ترکیب کلیدواژه های exerkines، myokines، muscle-brain crosstalk، FNDC۵/irisin، cathepsin B، BDNF و inter-organ communication انجام شد. مقالات پژوهشی اصیل، مطالعات پیش بالینی و مطالعات انسانی مرتبط با مکانیسم ها یا شواهد کارکردی ارتباط عضله-مغز وارد شدند و منابع فاقد ارتباط موضوعی یا دسترسی به متن کامل کنار گذاشته شدند. استخراج داده بر پنج محور -نوع مدل، مداخله ورزشی، مسیر مولکولی، پیامد شناختی و محدودیت های گزارش شده- متمرکز بود و کیفیت منابع مروری با معیارهای مقیاس SANRA ارزیابی شد. از آنجا که هدف مقاله برآورد کمی اثر نبود، سنتز داده به صورت کیفی و تفسیری انجام شد. یافته ها: شواهد مکانیستیک نشان دادند که مسیر PGC-۱α/FNDC۵/BDNF و مایوکاین کاتپسین B، هر دو با استفاده از مدل های ناک اوت ژنتیکی در موش، برای اثرات نوروژنیک و شناختی ورزش ضروری تشخیص داده شدند؛ حذف هر یک از این دو مولکول، بهبود نوروژنز هیپوکامپی یا حافظه ناشی از دویدن را از میان برد. در انسان و پرایمیت های غیرانسانی، افزایش سطح گردشی کاتپسین B پس از تمرین با آمادگی جسمانی و عملکرد حافظه همراه بود، اما این یافته ها ماهیت مشاهده ای و همبستگی داشتند. تحلیل ترانس کریپتومی چهل اگزرکاین شناخته شده در بافت عضله اسکلتی انسان، موش و رت، ناهمگونی قابل توجهی در پاسخ رونویسی این مولکول ها میان گونه ها نشان داد و تنها زیرمجموعه کوچکی الگوی پاسخ حفاظت شده بین گونه ای داشتند. علاوه بر مسیر ترشح مستقیم پروتئین، شواهدی از بسته بندی اگزرکاین ها درون وزیکول های خارج سلولی پس از ورزش در انسان گزارش شد، هرچند سهم نسبی این مسیر در انتقال سیگنال به مغز مشخص نبود. در منابع بررسی شده، هیچ کارآزمایی کنترل شده تصادفی شده انسانی که اثر مستقیم یک اگزرکاین منفرد بر پیامد شناختی را آزموده باشد، یافت نشد. نتیجه گیری: FNDC۵/ایریزین و کاتپسین B قوی ترین شواهد کارکردی را در میان اگزرکاین های بررسی شده برای نقش آفرینی در ارتباط عضله-مغز دارند، اما این شواهد عمدتا از مدل های حیوانی به دست آمده و در انسان به همبستگی محدود می شود. ناهمگونی بین گونه ای گسترده تر پاسخ اگزرکاینی نشان می دهد که محور عضله-مغز نه یک مسیر واحد، بلکه مجموعه ای از مسیرهای موازی و گونه-وابسته است. اثبات نقش علی این مولکول ها در انسان به مطالعات مداخله ای طراحی شده با اندازه گیری هم زمان شاخص های مولکولی و شناختی نیاز دارد.

کلیدواژه ها:

اگزورکین ها ، مایوکاین ها ، تعامل متقابل عضله و مغز ، FNDC۵/ایریزین ، کاتپسین B ، وزیکول های خارج سلولی