Aerobic exercise increases hippocampal neurogenesis more compared to resistance exercise in rats selectively bred for high/low response to training

Abstract

Fyysinen aktiivisuus on yksi keskeisimmistä aikuisiän hippokampuksen neurogeneesiä lisäävistä tekijöistä. Tutkimukset ovat osoittaneet, että juoksu lisää hippokampuksen neurogeneesiä ja parantaa kognitioita. Aerobisen liikunnan lisäksi voimaharjoittelun on todettu edistävän kognitioita, mutta sen vaikutuksista neurogeneesiin ei juurikaan tiedetä. Ihmiset eroavat synnynnäisessä fyysisessä kunnossaan ja siinä, miten hyvin he pystyvät parantamaan kuntoaan harjoittelun seurauksena. Ei kuitenkaan tiedetä, miten nämä harjoittelukapasiteetin synnynnäiset ja hankitut osatekijät vaikuttavat hippokampuksen neurogeneesiin. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia, vaikuttaako voimaharjoittelu neurogeneesiin samalla tavoin kuin aerobinen harjoittelu ja vaikuttaako geneettinen harjoitteluun reagoivuus neurogeneesin määrään. Korkean ja matalan harjoitteluvasteen mukaan selektiivisesti jalostetut rotat (N=25) jaettiin kahteen harjoitteluryhmään: aerobiseen (AER) ja voimaharjoitteluun (RES). AER-ryhmä suoritti kuuden viikon juoksuharjoittelun juoksumatolla, kun taas RES-ryhmä teki kuuden viikon voimaharjoittelun vertikaalisilla tikapuilla. Tuloksemme osoittivat, että aerobinen harjoittelu lisäsi hippokampuksen neurogeneesiä enemmän kuin voimaharjoittelu. Vastoin alkuperäistä hypoteesia, neurogeneesin määrässä ei ollut eroa kantojen välillä. Emme myöskään löytäneet korrelaatiota harjoittelusuoriutumisen (nopeus/voima) ja neurogeneesin välillä. Huolimatta siitä, että aerobinen harjoittelu on voimaharjoittelua tehokkaampi lisäämään neurogeneesiä, voimaharjoittelu saattaa aiheuttaa aivoissa muita muutoksia, jotka ovat keskeisiä kognitiivisen toiminnan kannalta. Lisätutkimusta tarvitaan ymmärtääksemme, miten eri harjoittelumuodot vaikuttavat aivoihin ja kognitioon ja miten harjoittelukapasiteetin geneettiset osatekijät liittyvät niihin.

Physical activity is one of the most influential stimulators of adult hippocampal neurogenesis (AHN). Studies have demonstrated that running increases hippocampal neurogenesis and enhances cognitions. Besides aerobic exercise, resistance exercise has been shown to improve cognition but its effect on neurogenesis remains unknown. In addition, individuals vary in their inherent fitness and in their capacity to increase fitness following exercise, but it is not known how these inherent and acquired components of exercise capacity affect hippocampal neurogenesis. The aim of the present study was to examine whether resistance exercise stimulates neurogenesis to an extent comparable to aerobic exercise and whether genetic responsiveness to training affects the rate of neurogenesis. Rats selectively bred for high/low response to training (N=25) were divided into two training groups: aerobic (AER) and resistance (RES). The AER group was exposed to 6 weeks of treadmill running while the RES group was subjected to 6 weeks of resistance training on a vertical ladder. Our results showed that aerobic training increased hippocampal neurogenesis more compared to resistance training. Against our initial hypothesis, there was no difference in the rate of neurogenesis between the strains. Furthermore, we did not find a correlation between training performance (speed/strength) and neurogenesis. Although aerobic exercise is more effective increasing neurogenesis, resistance exercise may induce other brain changes important for cognitive functioning. More research is needed for understanding how different forms of exercise affect the brain and cognition and how genetic components of exercise capacity are involved.