Effets de l'exercice a\u00e9robique combin\u00e9 \u00e0 un suppl\u00e9ment nutritionnel de spiruline sur l'apprentissage et la m\u00e9moire chez les rats diab\u00e9tiques de type 2 et son m\u00e9canisme
\nEnviron 65% des patients atteints de diab\u00e8te de type 2 pr\u00e9sentent un dysfonctionnement cognitif c\u00e9r\u00e9bral, qui se manifeste d\u00e8s les premiers stades et s'aggrave avec la prolongation de l'\u00e9volution de la maladie. Les manifestations cliniques du dysfonctionnement cognitif dans le diab\u00e8te sont principalement les capacit\u00e9s d'apprentissage et de m\u00e9moire, en particulier le d\u00e9clin de la capacit\u00e9 de positionnement spatial, et m\u00eame la maladie d'Alzheimer, qui est devenue un probl\u00e8me m\u00e9dical et de sant\u00e9 publique \u00e0 l'\u00e9chelle mondiale. On sait que le traitement m\u00e9dicamenteux est n\u00e9cessaire dans le traitement de l'apprentissage et de la m\u00e9moire du diab\u00e8te, mais l'effet du traitement clinique n'est pas id\u00e9al et il y a de nombreux effets ind\u00e9sirables. R\u00e9cemment, de plus en plus d'\u00e9tudes estiment que l'utilisation de produits naturels pour pr\u00e9venir l'apprentissage et la m\u00e9moire du diab\u00e8te peut produire le m\u00eame effet avec moins d'effets ind\u00e9sirables. La spiruline est un aliment naturel pur, complet et \u00e9quilibr\u00e9 sur le plan nutritionnel, dont les fonctions biologiques comprennent la lutte contre la fatigue, le vieillissement et la r\u00e9gulation immunitaire. La recherche sur la spiruline et le diab\u00e8te se concentre principalement sur la r\u00e9duction de la glyc\u00e9mie, l'inhibition de la voie de signalisation inflammatoire r\u00e9nale et l'anti-inflammation. La derni\u00e8re d\u00e9couverte montre que la spiruline a un effet anti-Alzheimer sur les troubles de la m\u00e9moire chez les souris. Cependant, peu de recherches ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es sur l'effet de la spiruline sur l'apprentissage et la m\u00e9moire dans le diab\u00e8te. L'exercice a\u00e9robique est la base de la fonction d'apprentissage et de m\u00e9moire pour pr\u00e9venir et traiter le diab\u00e8te. Kim et d'autres \u00e9tudes ont montr\u00e9 que l'exercice a\u00e9robie traditionnel sur tapis roulant peut am\u00e9liorer la m\u00e9moire \u00e0 court terme et la capacit\u00e9 d'apprentissage spatial des rats diab\u00e9tiques. Mais jusqu'\u00e0 pr\u00e9sent, l'effet de l'exercice a\u00e9robique combin\u00e9 \u00e0 une suppl\u00e9mentation en spiruline sur l'apprentissage et la m\u00e9moire des diab\u00e9tiques n'est pas encore clair.<\/p>\n
Par cons\u00e9quent, cette \u00e9tude vise \u00e0 utiliser le mod\u00e8le des rats diab\u00e9tiques de type 2 pour \u00e9tudier les effets de l'exercice a\u00e9robique et de la spiruline sur l'am\u00e9lioration de l'apprentissage et de la m\u00e9moire chez les rats diab\u00e9tiques, et sur le signal extracellulaire r\u00e9gul\u00e9 par la kinase (ERK), les prot\u00e9ines de la voie de signalisation de l'\u00e9l\u00e9ment de r\u00e9ponse \u00e0 l'AMPc (CREB) et l'apoptose des cellules hippocampiques, afin de fournir des donn\u00e9es exp\u00e9rimentales pour trouver de nouvelles m\u00e9thodes pour am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire dans le diab\u00e8te et l'application de la spiruline dans la m\u00e9decine du sport.<\/p>\n
L'\u00e9preuve d'hyperglyc\u00e9mie provoqu\u00e9e par voie orale (HGPO) est actuellement l'\u00e9talon-or pour l'\u00e9valuation du m\u00e9tabolisme du glucose, et c'est aussi une m\u00e9thode couramment utilis\u00e9e pour l'\u00e9valuation clinique de la fonction des cellules b\u00eata du pancr\u00e9as et de la sensibilit\u00e9 \u00e0 l'insuline. Cette \u00e9tude a suivi la m\u00e9thode de Hou et al. et a effectu\u00e9 un test OGTT sur des rats nourris avec un r\u00e9gime riche en graisses pendant 5 semaines. Il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que les rats pr\u00e9sentaient une hyperglyc\u00e9mie et une hyperinsulin\u00e9mie \u00e0 jeun, ce qui indique une alt\u00e9ration de la tol\u00e9rance au glucose et une r\u00e9sistance \u00e0 l'insuline. Associ\u00e9s \u00e0 la destruction s\u00e9lective des cellules b\u00eata du pancr\u00e9as par l'injection de STZ, les sympt\u00f4mes de consommation excessive d'alcool, de nourriture et d'urine sont devenus de plus en plus \u00e9vidents au bout d'une semaine chez les rats mod\u00e8les. Parall\u00e8lement, au cours de l'exp\u00e9rience, les rats ont perdu du poids, ont eu des poils clairsem\u00e9s de couleur jaune et terne, des selles molles et des mouvements lents. Apr\u00e8s 8 semaines de cycle exp\u00e9rimental, les principales caract\u00e9ristiques cliniques de l'hyperglyc\u00e9mie et de l'hyperinsulin\u00e9mie sont toujours apparues chez les rats mod\u00e8les de diab\u00e8te de type 2, ce qui indique que les rats mod\u00e8les de diab\u00e8te de type 2 ont \u00e9t\u00e9 induits avec succ\u00e8s. L'augmentation des taux d'insuline chez les souris mod\u00e8les au cours de l'exp\u00e9rience peut \u00eatre li\u00e9e \u00e0 la diminution de la teneur en r\u00e9cepteurs d'insuline sur la membrane de la cellule cible, \u00e0 la r\u00e9duction de l'efficacit\u00e9 de l'action de l'insuline et \u00e0 la s\u00e9cr\u00e9tion compensatoire excessive d'insuline par l'organisme. Huit semaines d'exercice a\u00e9robique peuvent r\u00e9duire la glyc\u00e9mie et les taux d'insuline des rats, mais n'ont pas d'effet \u00e9vident sur le poids corporel. La raison peut \u00eatre li\u00e9e au fait que l'exercice r\u00e9gulier peut augmenter la sensibilit\u00e9 du muscle squelettique \u00e0 l'insuline chez les rats diab\u00e9tiques, favoriser l'absorption directe du glucose par le muscle squelettique et r\u00e9duire la glyc\u00e9mie ; et cet effet ne d\u00e9pend pas de la perte de poids.<\/p>\n
Des \u00e9tudes ont confirm\u00e9 que les rats diab\u00e9tiques induits par un r\u00e9gime riche en graisses et par la STZ pr\u00e9sentaient des troubles de l'apprentissage et de la m\u00e9moire. Le test du labyrinthe aquatique de Morris a \u00e9galement montr\u00e9 que les rats diab\u00e9tiques de type 2 hyperglyc\u00e9miques induits par cette \u00e9tude pr\u00e9sentaient un d\u00e9clin significatif des capacit\u00e9s d'apprentissage spatial et de m\u00e9moire, ce qui est coh\u00e9rent avec les \u00e9tudes pr\u00e9c\u00e9dentes. Des \u00e9tudes animales ont confirm\u00e9 que l'hyperglyc\u00e9mie peut provoquer l'apoptose des cellules. Cette \u00e9tude a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 que, par rapport au groupe t\u00e9moin, le taux d'apoptose des cellules hippocampiques chez les rats hyperglyc\u00e9miques augmentait de mani\u00e8re significative, ce qui indique que l'hyperglyc\u00e9mie provoqu\u00e9e par le diab\u00e8te entra\u00eene une augmentation plus importante de l'apoptose des cellules hippocampiques, ce qui concorde avec des \u00e9tudes ant\u00e9rieures. Dans le m\u00eame temps, la latence de fuite des rats a \u00e9t\u00e9 significativement prolong\u00e9e et le nombre de fois o\u00f9 ils ont travers\u00e9 la plate-forme a \u00e9t\u00e9 significativement r\u00e9duit, ce qui indique que le d\u00e9clin des capacit\u00e9s d'apprentissage et de m\u00e9moire dans le diab\u00e8te est \u00e9troitement li\u00e9 \u00e0 l'apoptose des neurones de l'hippocampe. L'exercice a\u00e9robique a un effet antiapoptotique sur les cellules de l'hippocampe. Apr\u00e8s huit semaines d'exercice sur tapis roulant, le taux d'apoptose des cellules hippocampiques des souris mod\u00e8les a \u00e9t\u00e9 consid\u00e9rablement r\u00e9duit, et la fonction d'apprentissage et de m\u00e9moire s'est am\u00e9lior\u00e9e. Cela indique que l'exercice a\u00e9robique \u00e0 long terme a un effet antiapoptotique sur les cellules hippocampiques et am\u00e9liore l'apprentissage et la m\u00e9moire du diab\u00e8te, ce qui peut \u00eatre li\u00e9 \u00e0 son effet hypoglyc\u00e9miant.<\/p>\n
Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, l'\u00e9tude de la relation entre les changements dans les voies de transduction du signal dans le syst\u00e8me nerveux et l'apprentissage et la m\u00e9moire est devenue un nouveau point chaud de la recherche. ERK est largement r\u00e9pandue dans le syst\u00e8me nerveux central, avec une expression significative dans des zones telles que l'hippocampe, le striatum et le cortex pr\u00e9frontal, et est \u00e9troitement li\u00e9e \u00e0 l'apprentissage et \u00e0 la m\u00e9moire. CREB est une prot\u00e9ine nucl\u00e9aire qui a pour fonction de r\u00e9guler la transcription des g\u00e8nes. La CREB est l'une des principales mol\u00e9cules de signalisation en aval de l'ERK. L'activation de l'ERK r\u00e9gule la plasticit\u00e9 synaptique et am\u00e9liore les capacit\u00e9s d'apprentissage et de m\u00e9morisation du cerveau en activant l'expression de la CREB en aval. La voie de signalisation intracellulaire ERK\/CREB joue un r\u00f4le de \"commutateur\" dans la r\u00e9gulation des capacit\u00e9s d'apprentissage et de m\u00e9morisation du cerveau ainsi que de la plasticit\u00e9 synaptique. La phosphorylation des mol\u00e9cules de signalisation est un moyen d'activer les voies de signalisation. Les r\u00e9sultats de cette \u00e9tude ont montr\u00e9 que, par rapport au groupe t\u00e9moin, les niveaux de p-ERK\/ERK et de p-CREB\/CREB chez les rats mod\u00e8les \u00e9taient significativement r\u00e9duits, ce qui sugg\u00e8re que l'hyperglyc\u00e9mie dans le diab\u00e8te pourrait entra\u00eener une r\u00e9gulation \u00e0 la baisse des signaux ERK\/CREB. Apr\u00e8s un exercice a\u00e9robique sur tapis roulant, les niveaux de p-ERK\/ERK et de p-CREB\/CREB chez les rats mod\u00e8les ont augment\u00e9 de mani\u00e8re significative, ce qui indique qu'un exercice mod\u00e9r\u00e9 peut affecter l'expression des prot\u00e9ines de signalisation ERK\/CREB, r\u00e9parer les dommages caus\u00e9s aux neurones de l'hippocampe et am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire. L'exercice a\u00e9robique est une m\u00e9thode non pharmacologique qui affecte directement l'hippocampe et les synapses neuronales. L'exercice a\u00e9robique \u00e0 long terme peut favoriser l'expression des prot\u00e9ines li\u00e9es \u00e0 la m\u00e9moire de l'hippocampe, telles que ERK et CREB, ce qui a pour effet de r\u00e9parer les l\u00e9sions des cellules neuronales de l'hippocampe et d'am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire. La recherche a \u00e9galement montr\u00e9 que l'inhibition de l'expression de CREB peut favoriser l'apoptose des neurones corticaux soumis \u00e0 une privation d'oxyg\u00e8ne et de glucose ou \u00e0 une r\u00e9oxyg\u00e9nation. La r\u00e9gulation des prot\u00e9ines des voies de signalisation ERK et CREB a des effets antiapoptotiques, ce qui permet d'obtenir des effets neuroprotecteurs par le biais de cette voie. La voie de signalisation ERK pourrait \u00eatre un m\u00e9canisme commun d'induction de la plasticit\u00e9 synaptique dans l'hippocampe multiple. La prot\u00e9ase-3 sp\u00e9cifique au cystinyl aspartate (caspase-3) est un moteur et une mol\u00e9cule ex\u00e9cutive cl\u00e9 de l'apoptose cellulaire, et son activation est une \u00e9tape importante du clivage des prot\u00e9ines cellulaires au cours de la mort cellulaire programm\u00e9e. Cette \u00e9tude montre que l'exercice a\u00e9robie augmente la signalisation ERK\/CREB, r\u00e9duit l'expression de la caspase-3 activ\u00e9e et inhibe l'apoptose cellulaire. On suppose que l'exercice a\u00e9robique dans ces conditions exp\u00e9rimentales peut r\u00e9duire la glyc\u00e9mie, stimuler la voie de signalisation ERK\/CREB, r\u00e9duire l'expression de la caspase-3 cliv\u00e9e, am\u00e9liorer la capacit\u00e9 de l'hippocampe \u00e0 r\u00e9sister \u00e0 l'apoptose, promouvoir la r\u00e9paration des neurones hippocampiques et ainsi pr\u00e9venir le d\u00e9clin de l'apprentissage spatial et de la m\u00e9moire li\u00e9 au diab\u00e8te. \u00c0 l'heure actuelle, peu de recherches ont \u00e9t\u00e9 men\u00e9es sur le signal ERK\/CREB et l'exercice a\u00e9robique contre l'apprentissage et la m\u00e9moire li\u00e9s au diab\u00e8te. L'effet antiapoptose du signal ERK\/CREB sur les cellules de l'hippocampe pourrait \u00eatre l'un des m\u00e9canismes neuroprotecteurs de l'exercice qui am\u00e9liore l'apprentissage et la m\u00e9moire dans le diab\u00e8te.<\/p>\n
La spiruline a de nombreuses fonctions, telles que l'hypoglyc\u00e9mie, l'antioxydation, etc. Elle est consid\u00e9r\u00e9e comme la source de prot\u00e9ines humaines au 21e si\u00e8cle. \u00c0 l'heure actuelle, de nombreux pays font de la spiruline un aliment de sant\u00e9 nutritionnel, utilis\u00e9 pour compl\u00e9ter les besoins nutritionnels de l'homme et pour pr\u00e9venir et traiter diverses maladies (telles que le diab\u00e8te, l'hypertension, etc.). Des \u00e9tudes r\u00e9centes ont montr\u00e9 que la spiruline a des effets neuroprotecteurs sur l'am\u00e9lioration de la m\u00e9moire et la r\u00e9sistance aux l\u00e9sions de la m\u00e9moire. Son m\u00e9canisme est li\u00e9 \u00e0 l'augmentation de l'expression de la nNOS, \u00e0 l'inhibition de l'expression de la prot\u00e9ine GSK-3 \u03b2 et \u00e0 l'am\u00e9lioration du dysfonctionnement cognitif chez les rats caus\u00e9 par le d\u00e9p\u00f4t de la prot\u00e9ine A \u03b2 1-42. Toutefois, aucun rapport ne fait \u00e9tat de l'am\u00e9lioration de l'apprentissage et de la m\u00e9moire chez les diab\u00e9tiques gr\u00e2ce \u00e0 la spiruline. On ne sait toujours pas si la spiruline peut am\u00e9liorer ou renforcer l'apprentissage et la m\u00e9moire des rats diab\u00e9tiques en r\u00e9duisant la glyc\u00e9mie et en affectant la voie de signalisation ERK\/CREB.<\/p>\n
Cette \u00e9tude montre qu'apr\u00e8s une suppl\u00e9mentation en spiruline, l'apprentissage et la m\u00e9moire des rats diab\u00e9tiques sont consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9s, tandis que la glyc\u00e9mie et la teneur en insuline diminuent, que le signal ERK\/CREB dans l'hippocampe augmente consid\u00e9rablement et que la caspase-3 cliv\u00e9e et le taux d'apoptose diminuent de mani\u00e8re significative. Cela sugg\u00e8re que la spiruline peut am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire en r\u00e9duisant la glyc\u00e9mie et en r\u00e9parant la fonction des cellules endommag\u00e9es des \u00eelots pancr\u00e9atiques. Son m\u00e9canisme peut \u00eatre r\u00e9alis\u00e9 en renfor\u00e7ant le signal ERK\/CREB dans l'hippocampe et en inhibant l'apoptose des cellules hippocampiques. Des \u00e9tudes ant\u00e9rieures ont montr\u00e9 que la spiruline augmente la signalisation du facteur neurotrophique d\u00e9riv\u00e9 du cerveau (BDNF) dans l'hippocampe et am\u00e9liore les l\u00e9sions de l'hippocampe chez les rats du mod\u00e8le de fatigue due \u00e0 l'exercice. Le facteur neurotrophique d\u00e9riv\u00e9 du cerveau (BDNF) se lie \u00e0 son r\u00e9cepteur tyrosine kinase B (TrkB) et peut induire l'activation du CREB en activant l'ERK, ce qui entra\u00eene une signalisation soutenue du CREB ; l'am\u00e9lioration de la signalisation ERK\/CREB du BDNF\/TrkB est b\u00e9n\u00e9fique pour am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire de l'hippocampe. L'\u00e9tude des souris app\/ps1 a r\u00e9v\u00e9l\u00e9 qu'une augmentation des niveaux de prot\u00e9ine \u03b2-amylo\u00efde r\u00e9gulait \u00e0 la baisse la phosphorylation du CREB, entra\u00eenant une diminution de l'autophosphorylation du TrkB induite par le BDNF dans l'hippocampe et une diminution de l'expression du CREB activ\u00e9e par ERK, ce qui peut entra\u00eener un d\u00e9clin des capacit\u00e9s d'apprentissage et de m\u00e9morisation. La spiruline peut augmenter de mani\u00e8re significative l'ERK, le CREB et d'autres mol\u00e9cules de signalisation cl\u00e9s dans l'apprentissage et la m\u00e9moire des neurones de l'hippocampe, et inhiber l'apoptose cellulaire dans une certaine mesure, ce qui pourrait \u00eatre l'un de ses nouveaux m\u00e9canismes de protection du cerveau contre les l\u00e9sions de l'apprentissage et de la m\u00e9moire dans le cadre du diab\u00e8te.<\/p>\n
L'\u00e9tude a \u00e9galement r\u00e9v\u00e9l\u00e9 qu'apr\u00e8s 8 semaines d'exercices combin\u00e9s \u00e0 la spiruline, l'effet d'am\u00e9lioration de l'apprentissage et de la m\u00e9moire des rats diab\u00e9tiques \u00e9tait \u00e9galement meilleur que celui du seul groupe d'exercices a\u00e9robiques et du groupe de spiruline, ce qui indique que les exercices combin\u00e9s \u00e0 la spiruline ont un effet synergique. La th\u00e9rapie par l'exercice, en tant que compl\u00e9ment de la th\u00e9rapie m\u00e9dicamenteuse, a de bonnes perspectives d'application. L'effet d'am\u00e9lioration de l'exercice a\u00e9robique combin\u00e9 \u00e0 la spiruline est coh\u00e9rent avec l'effet neuroprotecteur de l'exercice a\u00e9robique combin\u00e9 au resv\u00e9ratrol dans le mod\u00e8le du diab\u00e8te de type 2. L'\u00e9tude des m\u00e9canismes a montr\u00e9 que les niveaux de p-ERK\/ERK et de p-CREB\/CREB dans le groupe combin\u00e9 exercice et spiruline \u00e9taient significativement plus \u00e9lev\u00e9s que dans le groupe exercice a\u00e9robique et spiruline, que l'expression de la caspase-3 cliv\u00e9e \u00e9tait significativement r\u00e9duite et que le taux d'apoptose \u00e9tait significativement r\u00e9duit, sugg\u00e9rant que l'exercice combin\u00e9 \u00e0 la suppl\u00e9mentation en spiruline peut activer davantage la voie de signalisation ERK\/CREB, promouvoir l'activation des prot\u00e9ines cl\u00e9s ERK et CREB dans la m\u00e9moire de l'hippocampe, inhiber efficacement l'apoptose des cellules de l'hippocampe, jouant ainsi un r\u00f4le neuroprotecteur dans la r\u00e9duction de la glyc\u00e9mie et l'am\u00e9lioration de l'apprentissage et de la m\u00e9moire chez les rats diab\u00e9tiques. C'est peut-\u00eatre une raison importante pour laquelle l'exercice combin\u00e9 \u00e0 la spiruline peut am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire chez les diab\u00e9tiques. L'exercice combin\u00e9 \u00e0 un suppl\u00e9ment nutritionnel pourrait devenir un nouveau moyen d'am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire dans les maladies neurod\u00e9g\u00e9n\u00e9ratives li\u00e9es au diab\u00e8te.<\/p>\n
Il convient de noter que le taux d'insuline du groupe DES de cette \u00e9tude a pratiquement retrouv\u00e9 son niveau normal \u00e0 la fin de la p\u00e9riode d'intervention (8e semaine), et bien que la concentration de glucose dans le sang se soit consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9e, elle est toujours nettement sup\u00e9rieure au niveau normal, ce qui sugg\u00e8re que le diab\u00e8te est une maladie progressive continue, que l'exercice et la spiruline ne peuvent pas r\u00e9tablir le taux de glucose dans le sang \u00e0 un niveau normal en un temps limit\u00e9, mais peuvent r\u00e9parer la fonction endommag\u00e9e des cellules des \u00eelots de Langerhans, de sorte que la s\u00e9cr\u00e9tion d'insuline tende \u00e0 \u00eatre normale. Il est sugg\u00e9r\u00e9 que les patients atteints de diab\u00e8te de type 2 adh\u00e8rent \u00e0 un exercice a\u00e9robique r\u00e9gulier pendant une longue p\u00e9riode et qu'ils fassent attention au suppl\u00e9ment appropri\u00e9 de spiruline dans le r\u00e9gime alimentaire.<\/p>\n
On peut constater que dans les conditions de cette exp\u00e9rience, l'exercice a\u00e9robique et la spiruline peuvent r\u00e9duire efficacement la glyc\u00e9mie, am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire des rats atteints de diab\u00e8te de type 2, et que l'exercice combin\u00e9 \u00e0 la spiruline a un effet d'application plus \u00e9vident, qui est sup\u00e9rieur \u00e0 l'exercice a\u00e9robique simple et \u00e0 la spiruline. Son m\u00e9canisme est li\u00e9 \u00e0 la r\u00e9gulation \u00e0 la hausse du signal ERK\/CREB dans l'hippocampe, \u00e0 la r\u00e9duction de l'expression de la caspase-3 cliv\u00e9e, \u00e0 l'inhibition de l'apoptose cellulaire dans une certaine mesure, et joue un r\u00f4le protecteur dans les neurones de l'hippocampe. La voie de signalisation ERK\/CREB pourrait devenir une cible potentielle pour l'exercice a\u00e9robique et la spiruline afin d'am\u00e9liorer l'apprentissage et la m\u00e9moire de l'hippocampe chez les diab\u00e9tiques.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Effects of aerobic exercise combined with spirulina nutrition supplement on learning and memory in type 2 diabetes rats and its mechanism About 65% of patients with type 2 diabetes are accompanied by brain cognitive dysfunction, which is manifested in their early stage and worsens with the prolongation of the course of disease. The clinical manifestations […]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[20],"tags":[],"yoast_head":"\n