การปกป้องระบบประสาทหมายถึงการรักษาสภาพโครงสร้างและ/หรือการทำงาน ของ เซลล์ประสาท ไว้ ^{[ 1 ]}ในกรณีที่เกิดความเสียหายอย่างต่อเนื่อง (ความเสียหายที่ทำให้เกิดการเสื่อมของระบบประสาท) การรักษาสภาพความสมบูรณ์ของเซลล์ประสาทไว้จะหมายถึงการลดอัตราการสูญเสียเซลล์ประสาทเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งสามารถแสดงได้ในรูปสมการเชิงอนุพันธ์^{[ 1 ] [ 2 ]}

เป็นวิธีการรักษาที่ได้รับการสำรวจอย่างกว้างขวางสำหรับความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางหลายอย่างรวมถึงโรคทางระบบประสาทเสื่อมโรคหลอดเลือดสมองการบาดเจ็บที่สมอง การบาดเจ็บที่ ไขสันหลัง และการจัดการเฉียบพลันของ การบริโภค สารพิษต่อระบบประสาท (เช่น การใช้เมทแอมเฟตามีนเกินขนาด) การปกป้องระบบประสาทมีเป้าหมายเพื่อป้องกันหรือชะลอการลุกลามของโรคและการบาดเจ็บรองโดยการหยุดหรืออย่างน้อยก็ชะลอการสูญเสียเซลล์ประสาท^{[ 3 ]}

แม้ว่าอาการหรือการบาดเจ็บที่เกี่ยวข้องกับความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางจะแตกต่างกัน แต่กลไกเบื้องหลังการเสื่อมของเซลล์ประสาทหลายอย่างก็เหมือนกัน กลไกทั่วไปของการบาดเจ็บของเซลล์ประสาท ได้แก่ การส่งออกซิเจนและกลูโคสไปยังสมองลดลง ความล้มเหลวของพลังงาน ระดับความเครียด ออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้น การทำงานผิดปกติของไมโท คอนเดรีย ความเป็นพิษจากสารกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงของการอักเสบ การสะสมของธาตุเหล็ก และการรวมตัวของโปรตีน^{[ 4 ] [ 3 ] [ 5 ] [ 6 ]}ในบรรดากลไกเหล่านี้ การรักษาเพื่อปกป้องระบบประสาทมักจะมุ่งเป้าไปที่ความเครียดออกซิเดชันและความเป็นพิษจากสารกระตุ้น ซึ่งทั้งสองอย่างนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างมากกับความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง ไม่เพียงแต่ความเครียดออกซิเดชันและความเป็นพิษจากสารกระตุ้นจะกระตุ้นให้เซลล์ประสาทตายเท่านั้น แต่เมื่อรวมกันแล้วจะมีผลเสริมฤทธิ์กันที่ทำให้เกิดการเสื่อมสภาพมากกว่าเมื่ออยู่แยกกัน^{[ 7 ]}ดังนั้น การจำกัดความเป็นพิษจากสารกระตุ้นและความเครียดออกซิเดชันจึงเป็นแง่มุมที่สำคัญมากของการปกป้องระบบประสาท การรักษาเพื่อปกป้องระบบประสาททั่วไป ได้แก่ สารต้าน กลูตาเมตและสารต้านอนุมูลอิสระซึ่งมุ่งเป้าไปที่การจำกัดความเป็นพิษจากสารกระตุ้นและความเครียดออกซิเดชันตามลำดับ

ความเป็นพิษจากการกระตุ้นของกลูตาเมตเป็นหนึ่งในกลไกสำคัญที่สุดที่ทราบกันว่ากระตุ้นให้เกิดการตายของเซลล์ในความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง การกระตุ้น ตัวรับกลูตาเมตมากเกินไปโดยเฉพาะตัวรับ NMDAทำให้เกิด การไหลเข้าของไอออน แคลเซียม (Ca ²⁺ ) เพิ่มขึ้นเนื่องจากขาดความจำเพาะในช่องไอออนที่เปิดขึ้นเมื่อกลูตาเมตจับกับตัวรับ^{[ 7 ] [ 8 ]} เมื่อ Ca ²⁺สะสมในเซลล์ประสาท ระดับการบัฟเฟอร์ของการกักเก็บ Ca ²⁺ ในไมโทคอนเดรีย จะเกินขีดจำกัด ซึ่งส่งผลร้ายแรงต่อเซลล์ประสาท^{[ 7 ]} เนื่องจาก Ca ²⁺เป็นสารสื่อประสาทรองและควบคุมกระบวนการปลายทางจำนวนมาก การสะสมของ Ca ²⁺จึงทำให้การควบคุมกระบวนการเหล่านี้ไม่เหมาะสม ซึ่งในที่สุดนำไปสู่การตายของเซลล์^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]} นอกจากนี้ยังเชื่อกันว่า Ca ²⁺ กระตุ้น ให้เกิดการอักเสบของระบบประสาท ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญในความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางทั้งหมด^{[ 7 ]}

สารต้านกลูตาเมตเป็นวิธีการรักษาหลักที่ใช้ในการป้องกันหรือช่วยควบคุมภาวะพิษจากสารกระตุ้นในระบบประสาทส่วนกลาง เป้าหมายของสารต้านเหล่านี้คือการยับยั้งการจับตัวของกลูตาเมตกับตัวรับ NMDAเพื่อป้องกันการสะสมของ Ca2 ⁺และภาวะพิษจากสารกระตุ้น การใช้สารต้านกลูตาเมตเป็นอุปสรรคสำคัญ เนื่องจากวิธีการรักษาต้องเอาชนะความจำเพาะเจาะจง กล่าวคือ การจับตัวจะถูกยับยั้งเฉพาะเมื่อมีภาวะพิษจากสารกระตุ้นเกิดขึ้นเท่านั้น มีการศึกษาสารต้านกลูตาเมตหลายชนิดเพื่อใช้เป็นทางเลือกในการรักษาโรคระบบประสาทส่วนกลาง แต่หลายชนิดพบว่าไม่มีประสิทธิภาพหรือมีผลข้างเคียงที่ยอมรับไม่ได้ สารต้านกลูตาเมตเป็นหัวข้อวิจัยที่ได้รับความสนใจอย่างมาก ด้านล่างนี้คือวิธีการรักษาบางส่วนที่มีแนวโน้มที่ดีในอนาคต:

• เอสโตรเจน: 17β-เอสตราไดออลช่วยควบคุมความเป็นพิษจากการกระตุ้นมากเกินไปโดยการยับยั้งตัวรับ NMDA รวมถึงตัวรับกลูตาเมตอื่นๆ ด้วย^{[ 12 ]}
• จินเซโนไซด์ Rd: ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าจินเซโนไซด์ rd ช่วยลดความเป็นพิษของกลูตาเมต ที่สำคัญคือ การทดลองทางคลินิกของยาในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองตีบแสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพและไม่รุกราน^{[ 8 ]}
• โปรเจสเตอโรน : เป็นที่ทราบกันดีว่าการให้โปรเจสเตอโรนช่วยป้องกันการบาดเจ็บรองในผู้ป่วยที่มีภาวะสมองบาดเจ็บและโรคหลอดเลือดสมอง^{[ 11 ]}
• ซิมวาสแตติน : การให้ยาในแบบจำลองโรคพาร์กินสันแสดงให้เห็นว่ามีผลในการปกป้องระบบประสาทอย่างชัดเจน รวมถึงผลต้านการอักเสบเนื่องจากการปรับเปลี่ยนตัวรับ NMDA ^{[ 13 ]}
• เมแมนทีน : ในฐานะตัวต้าน NMDA ที่มีความสัมพันธ์ต่ำและไม่แข่งขัน เมแมนทีนจะยับยั้งความเป็นพิษต่อเซลล์ประสาทที่เกิดจาก NMDA ในขณะที่ยังคงรักษาการส่งสัญญาณ NMDA ไว้ได้ในระดับหนึ่ง^{[ 14 ]}
• ริลูโซลเป็นยาต้านกลูตาเมตที่ใช้เพื่อชะลอการลุกลามของโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง (amyotrophic lateral sclerosis)

^{ระดับความเครียดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นอาจเกิดจากการอักเสบของระบบประสาท ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของภาวะสมอง ขาด}เลือด รวมถึงโรคทางระบบประสาทเสื่อมหลายชนิด เช่นโรคพาร์กินสันโรคอัลไซเมอร์และโรคกล้ามเนื้ออ่อนแรง [ ^{6 ] [ 7 ]} ระดับความเครียดออกซิเดชันที่เพิ่มขึ้นเป็นเป้าหมายสำคัญในการรักษาเพื่อปกป้องระบบประสาท เนื่องจากมีบทบาทในการทำให้เซลล์ประสาทตาย ความเครียดออกซิเดชันสามารถทำให้เซลล์ประสาทตายโดยตรง หรืออาจกระตุ้นให้เกิดเหตุการณ์ต่อเนื่องที่นำไปสู่การพับตัวผิดปกติของโปรตีน การทำงานผิดปกติของโปรตีเอโซม การทำงานผิดปกติของไมโทคอนเดรีย หรือการกระตุ้นเซลล์เกลีย^{[ 3 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 15 ]} หากเหตุการณ์ใดเหตุการณ์หนึ่งเหล่านี้เกิดขึ้น จะทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของระบบประสาทมากขึ้น เนื่องจากแต่ละเหตุการณ์เหล่านี้ทำให้เซลล์ประสาทตาย^{[ 5 ] [ 6 ] [ 15 ]} การลดความเครียดออกซิเดชันผ่านการรักษาปกป้องระบบประสาทสามารถยับยั้งการเสื่อมสภาพของระบบประสาทเพิ่มเติมได้

สารต้านอนุมูลอิสระเป็นวิธีการรักษาหลักที่ใช้ในการควบคุมระดับความเครียดจากออกซิเดชันสารต้านอนุมูลอิสระทำงานโดยการกำจัดอนุมูลอิสระซึ่งเป็นสาเหตุหลักของการเสื่อมของระบบประสาท ประสิทธิภาพของสารต้านอนุมูลอิสระในการป้องกันการเสื่อมของระบบประสาทเพิ่มเติมนั้นไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับโรคเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับเพศ เชื้อชาติ และอายุด้วย รายชื่อสารต้านอนุมูลอิสระทั่วไปที่แสดงให้เห็นว่ามีประสิทธิภาพในการลดความเครียดจากออกซิเดชันในโรคทางระบบประสาทเสื่อมอย่างน้อยหนึ่งโรคมีดังต่อไปนี้:

• อะเซทิลซิสเทอีน : มีเป้าหมายไปยังปัจจัยต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับพยาธิสรีรวิทยาของความผิดปกติทางระบบประสาทและจิตเวชหลายอย่าง รวมถึงการส่งสัญญาณกลูตาเมต กลูตาไธโอนซึ่งเป็นสารต้านอนุมูลอิสระ นิวโรโทรฟิน อะพอพโทซิส การทำงานของไมโทคอนเดรีย และวิถีการอักเสบ^{[ 16 ] [ 17 ]}
• โครซิน : โครซินซึ่งได้มาจากหญ้าฝรั่นได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่ มีประสิทธิภาพต่อเซลล์ประสาท ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ]}
• เอสโตรเจน: 17α-เอสตราไดออลและ17β-เอสตราไดออลได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการต้านอนุมูลอิสระ ศักยภาพของยาเหล่านี้มีมหาศาล 17α-เอสตราไดออลเป็นสเตอริโอไอโซเมอร์ที่ไม่ใช่เอสโตรเจนของ 17β-เอสตราไดออล ประสิทธิภาพของ 17α-เอสตราไดออลมีความสำคัญเพราะแสดงให้เห็นว่ากลไกขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของหมู่ไฮดรอกซิลที่เฉพาะเจาะจง แต่ไม่ขึ้นอยู่กับการกระตุ้นตัวรับเอสโตรเจน ซึ่งหมายความว่าสามารถพัฒนาสารต้านอนุมูลอิสระได้มากขึ้นด้วยโซ่ข้างขนาดใหญ่เพื่อให้ไม่จับกับตัวรับแต่ยังคงมีคุณสมบัติในการต้านอนุมูลอิสระ^{[ 21 ]}
• น้ำมันปลา : ประกอบด้วยกรดไขมันไม่อิ่มตัวเชิงซ้อน n-3 ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่าช่วยลดความเครียดจากออกซิเดชันและความผิดปกติของไมโตคอนเดรีย มีศักยภาพสูงในการปกป้องระบบประสาท และมีการศึกษาวิจัยมากมายที่กำลังดำเนินการเพื่อตรวจสอบผลกระทบในโรคทางระบบประสาทเสื่อม^{[ 22 ]}
• มินโนไซคลิน : มินโนไซคลินเป็นสารประกอบเตตราไซคลินกึ่งสังเคราะห์ที่สามารถผ่านเข้าสู่สมองได้ เป็นที่ทราบกันดีว่าเป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีประสิทธิภาพสูง และมีคุณสมบัติต้านการอักเสบในวงกว้าง มินโนไซคลินได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทส่วนกลางในโรคฮันติงตัน โรคพาร์กินสัน โรคอัลไซเมอร์ และโรค ALS ^{[ 23 ] [ 24 ]}
• PQQ : ไพร์โรโลควิโนลีนควิโนน (PQQ) เป็นสารต้านอนุมูลอิสระที่มีกลไกการปกป้องระบบประสาทหลายประการ
• เรสเวอราทรอล : เรสเวอราทรอลป้องกันความเครียดออกซิเดชันโดยการลดความเป็นพิษต่อเซลล์ที่เกิดจากไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์และการสะสมของ ROS ภายในเซลล์ มีการแสดงให้เห็นว่ามีฤทธิ์ป้องกันในความผิดปกติทางระบบประสาทหลายอย่าง รวมถึงโรคอัลไซเมอร์ โรคพาร์กินสัน โรคปลอกประสาทเสื่อมแข็ง และ ALS ตลอดจนภาวะสมองขาดเลือด^{[ 25 ] [ 26 ]}
• วินโปเซทีน : วินโปเซทีนออกฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทจากภาวะขาดเลือดในสมองโดยผ่านการทำงานของช่องไอออนบวก ตัวรับกลูตาเมต และเส้นทางอื่นๆ^{[ 27 ]}การลดลงของโดปามีนที่เกิดจากวินโปเซทีนอาจมีส่วนช่วยในการปกป้องจากความเสียหายจากออกซิเดชัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโครงสร้างที่อุดมไปด้วยโดปามีน^{[ 28 ]}วินโปเซทีนเป็นสารต้านการอักเสบที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัว ซึ่งอาจเป็นประโยชน์ต่อการรักษาโรคที่เกิดจากการอักเสบของระบบประสาท^{[ 29 ]}ช่วยเพิ่มการไหลเวียนของเลือดและออกซิเจนในสมอง^{[ 30 ]}
• THC : เดลต้า 9-เตตระไฮโดรแคนนาบินอลออกฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทและต้านอนุมูลอิสระโดยการยับยั้งความเป็นพิษต่อระบบประสาทของ NMDA ในวัฒนธรรมเซลล์ประสาทที่สัมผัสกับระดับความเป็นพิษของสารสื่อประสาทกลูตาเมต^{[ 31 ]}
• วิตามินอี : วิตามินอีมีผลตอบสนองที่แตกต่างกันในฐานะสารต้านอนุมูลอิสระ ขึ้นอยู่กับโรคทางระบบประสาทเสื่อมที่ได้รับการรักษา มีประสิทธิภาพมากที่สุดในโรคอัลไซเมอร์ และพบว่ามีผลในการปกป้องระบบประสาทที่น่าสงสัยเมื่อใช้ในการรักษาโรค ALS การวิเคราะห์แบบเมตาที่เกี่ยวข้องกับผู้เข้าร่วม 135,967 คน แสดงให้เห็นว่ามีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญระหว่างปริมาณวิตามินอีและอัตราการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุ โดยปริมาณที่เท่ากับหรือมากกว่า 400 IU ต่อวันแสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นของอัตราการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุ อย่างไรก็ตาม อัตราการเสียชีวิตจากทุกสาเหตุจะลดลงในปริมาณที่ต่ำกว่า โดยปริมาณที่เหมาะสมคือ 150 IU ต่อวัน^{[ 32 ]}วิตามินอีไม่มีประสิทธิภาพในการปกป้องระบบประสาทในโรคพาร์กินสัน^{[ 5 ] [ 6 ]}
• โสม Panax เป็นพืชโสมที่มีความสามารถในการต้านอนุมูลอิสระที่ดี และยังช่วยเพิ่มเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระและลดการสร้าง ROS และ MDA ในเนื้อเยื่อต่างๆ เช่น หัวใจ ปอด ไต และตับในแบบจำลองสัตว์^{[ 33 ] [ 34 ]}

สารกระตุ้น ตัวรับ NMDAอาจนำไปสู่ความเป็นพิษ จากกลูตาเมตและแคลเซียม และ การอักเสบ ของระบบประสาทอย่างไรก็ตาม สารกระตุ้นอื่นๆ บางชนิด หากใช้ในปริมาณที่เหมาะสม อาจมีฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทได้

• เซเลจิลีน : พบว่าสามารถชะลอการลุกลามของโรคพาร์กินสันในระยะเริ่มต้นและชะลอการเกิดความพิการได้โดยเฉลี่ย 9 เดือน^{[ 5 ]}
• นิโคติน : มีการแสดงให้เห็นว่าสามารถชะลอการเกิดโรคพาร์กินสันได้ในการศึกษาที่เกี่ยวข้องกับลิงและมนุษย์^{[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]}
• คาเฟอีน : มีฤทธิ์ป้องกันโรคพาร์กินสัน^{[ 36 ] [ 38 ]}คาเฟอีนกระตุ้นการสังเคราะห์กลูตาไธโอนในเซลล์ประสาทโดยส่งเสริมการดูดซึมซิสเตอีน ซึ่งนำไปสู่การปกป้องระบบประสาท^{[ 39 ]}

เมื่อนำไปใช้เพื่อปกป้องสมองจากผลกระทบของโรคหลอดเลือดสมอง ตีบเฉียบพลัน สารปกป้องระบบประสาทมักถูกเรียกว่าสารปกป้องสมอง^{[ 40 ]}มีการทดสอบยามากกว่า 150 ชนิดในการทดลองทางคลินิก ซึ่งนำไปสู่การอนุมัติสารกระตุ้นพลาสมีโนเจนในเนื้อเยื่อในหลายประเทศ และการอนุมัติเอดาราโวนในญี่ปุ่น^{[ 41 ]}

เนริเนไทด์ ซึ่งเป็นเปปไทด์เชิงเส้นที่มีกรดอะมิโน 20 ตัวที่ป้องกัน การโต้ตอบ ของ PSD-95กับตัวรับ NMDA [ ^{42 ]}แสดงให้เห็นถึงประโยชน์ในผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองตีบที่ได้รับการรักษาด้วยยาละลายลิ่ม^{เลือด[ 43 ]}

โรคความเสื่อมของระบบประสาท (ND) มีลักษณะเฉพาะคือการทำงานของระบบประสาทที่เสื่อมลงอย่างต่อเนื่อง ซึ่งนำไปสู่การตายของเซลล์ประสาทและการทำงานที่ลดลงอย่างรุนแรง^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}ขึ้นอยู่กับชนิดของโรค ความเสื่อมของระบบประสาทอาจส่งผลให้เกิดความบกพร่องทางการเคลื่อนไหว การลดลงของความรู้ความเข้าใจ หรือทั้งสองอย่างผสมกัน^{[ 45 ] [ 47 ]}ในพยาธิสภาพต่างๆ ของ ND ยังคงมีลักษณะร่วมกันหลักๆ คือ การสะสมของโปรตีนที่ผิดปกติ^{[ 45 ] [ 46 ]}ซึ่งส่วนใหญ่เป็นผลมาจากความผิดปกติของโปรตีนโอสเตซิส [ ^{46 ] การ}สะสมของโปรตีนที่ผิดปกติกระตุ้นทั้งการอักเสบของระบบประสาท^{[ 45 ]}และการตายของเซลล์ประสาท^{[ 45 ] [ 46 ]}ในปัจจุบัน การบำบัดที่มุ่งเป้าไปที่การแก้ไขปัญหาโรคความเสื่อมของระบบประสาทยังมีจำกัด^{[ 44 ]}

มีหลักฐานจำนวนมากที่สนับสนุนผลดีของการออกกำลังกายต่อพฤติกรรมการรับรู้ในทั้งประชากรที่มีสุขภาพดีและผู้ที่ได้รับผลกระทบจาก ND ^{[ 48 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การออกกำลังกายได้รับการพิสูจน์แล้วว่าให้ผลดีต่อการเรียนรู้ ความจำ และการทำงานของสมองส่วนหน้า ในขณะเดียวกันก็ช่วยฟื้นฟูความบกพร่องทางสติปัญญาที่เกี่ยวข้องกับอายุ^{[ 45 ] [ 48 ]}การออกกำลังกายอย่างสม่ำเสมอในระดับความเข้มข้นปานกลางได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการรักษาผู้ที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น ND โดยไม่ต้องใช้ยา ซึ่งสามารถลดความเสี่ยงของการเกิดโรคและชะลอการลุกลามได้^{[ 44 ] [ 45 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}ด้วยเหตุนี้ การออกกำลังกายจึงถูกเข้าใจว่าเป็นการปกป้องระบบประสาท ช่วยให้สามารถรักษาหรือฟื้นฟูความสมบูรณ์และการทำงานของเซลล์ประสาทได้บางส่วนถึงทั้งหมด^{[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}

เชื่อกันว่าการป้องกันระบบประสาทที่เกิดจากการออกกำลังกายนั้นเกิดขึ้นบางส่วนผ่านทางนิวโรโทรฟินการออกกำลังกายได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสามารถกระตุ้นกลไกโมเลกุลหลายขั้นตอน ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับนิวโทรฟินหลายชนิด^{[ 44 ]}แม้ว่าจะเข้าใจกันว่าการออกกำลังกายเพิ่มจำนวนนิวโรโทรฟิน แต่กลไกที่แน่ชัดของการออกกำลังกายในการทำให้เกิดสิ่งนี้ยังคงต้องได้รับการอธิบายอย่างละเอียด^{[ 49 ] [ 50 ]} ความเข้าใจในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่า การออกกำลังกายสามารถกระตุ้น การสร้าง เซลล์ประสาทใหม่ได้โดยตรง และช่วยฟื้นฟูการทำงานของระบบการรับรู้จากการเสื่อมถอยตามวัยผ่านการกระตุ้นนิวโทรฟินที่เกิดจากการออกกำลังกาย^{[ 49 ] [ 51 ]}

นิวโรโทรฟินเป็นกลุ่มของปัจจัยการเจริญเติบโตของเปปไทด์ซึ่งมีความสำคัญต่อการสนับสนุนความยืดหยุ่นเชิงโครงสร้างและหน้าที่ของสมอง^{[ 49 ] [ 52 ] [ 46 ]} รวมถึงการตอบสนองของสมองต่อความชราและโรค^{[ 46 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันทำหน้าที่เป็นโปรตีนส่งสัญญาณที่ควบคุมการอยู่รอด รูปร่าง และสรีรวิทยาของเซลล์ประสาท^{[ 45 ] [ 47 ]}นิวโรโทรฟินมีความเกี่ยวข้องกับการทำความเข้าใจ ND เนื่องจากเป็นตัวควบคุมที่สำคัญของ การสร้างเซลล์ประสาท ในผู้ใหญ่^{[ 49 ]}โมเลกุลเหล่านี้จับกับตัวรับเฉพาะบนพื้นผิวเซลล์ของเซลล์ประสาท^{[ 46 ]}ตัวรับที่ใช้ร่วมกันในนิวโรโทรฟินทั้งหมดคือp75 _NTRซึ่งเป็นตัวรับที่มีความสัมพันธ์ต่ำ p75 _NTRมีผลต่อพฤติกรรมของเซลล์ประสาทต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับความชรา ได้แก่ การพัฒนาเซลล์ การอยู่รอด และการทำงาน^{[ 46 ]}

แม้ว่าจะมีนิวโรโทรฟินอยู่มากมาย แต่นิวโรโทรฟินที่ได้รับความสนใจเนื่องจากมีฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทจากการออกกำลังกายในระหว่างภาวะ ND คือปัจจัยนิวโรโทรฟินที่ได้จากสมอง (BDNF)และปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาท (NGF) [ ^{44 ] [ 49 ] [ 50 ] ใน}ระหว่างภาวะ ND นิวโรโทรฟินเหล่านี้จะถูกควบคุมลดลงอย่างมีนัยสำคัญ แต่การออกกำลังกายแสดงให้เห็นว่าสามารถลดการลดลงนี้ได้^{[ 45 ] [ 49 ] [ 50 ]}

ปัจจัยบำรุงเซลล์ประสาทที่ได้จากสมอง (BDNF) เป็นโปรตีนขนาดเล็กที่หลั่งออกมา^{[ 46 ]}ซึ่งทำหน้าที่เป็นปัจจัยบำรุงเซลล์ประสาท โดยกิจกรรมของ BDNF เป็นศูนย์กลางในการกระตุ้นการป้องกันเซลล์ประสาทที่เกิดจากการออกกำลังกายอย่างมีประสิทธิภาพ^{[ 44 ] [ 49 ] [ 53 ]} BDNF ถูกแสดงออกอย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม การแสดงออกของ BDNF นอกเซลล์โดยทั่วไปยังคงค่อนข้างต่ำ และการกระตุ้นจะขึ้นอยู่กับสิ่งกระตุ้นภายนอก เช่น การออกกำลังกาย^{[ 46 ]} BDNF ถูกผลิตขึ้นภายในสมอง^{[ 45 ] [ 52 ] [ 53 ]}เรตินา^{[ 53 ]}และกล้ามเนื้อโครงร่าง^{[ 45 ] [ 52 ]}ในสมองที่แก่ชรา ความสมดุลระหว่าง proBDNF และ BDNF ที่เจริญเต็มที่นั้นเปลี่ยนไปในทิศทางที่สนับสนุน proBDNF ทำให้สภาพแวดล้อมของสมองเปลี่ยนไปสู่สภาวะที่ก่อให้เกิดโรค ซึ่งส่งผลให้เกิดความเสื่อมถอยทางสติปัญญาและการทำงานผิดปกติของเซลล์ประสาท^{[ 46 ]}

นอกจากการกระตุ้นการเคลื่อนย้ายของ BDNF ที่ได้จากกล้ามเนื้อโครงร่างข้ามกำแพงเลือด-สมองแล้ว^{[ 45 ]}การออกกำลังกายทั้งแบบเฉียบพลันและเรื้อรังยังช่วยเพิ่มการแสดงออกของ BDNF ในสมองอย่างมาก โดยเฉพาะในฮิปโปแคมปัส^{[ 44 ] [ 49 ]} นอกจากนี้ ระดับ BDNF ในส่วนปลายก็เพิ่มขึ้นในช่วงที่มีการออกกำลังกาย ในทั้งสองกรณี ระยะเวลาและความเข้มข้นของการออกกำลังกายมีความสัมพันธ์เชิงบวกกับระดับของการเพิ่มขึ้นของปัจจัย^{[ 44 ] [ 49 ] [ 52 ]}โดยการออกกำลังกายที่มีความเข้มข้นปานกลางเป็นการออกกำลังกายที่มีความเข้มข้นต่ำที่สุดที่สามารถทำให้เกิดผลอย่างมีนัยสำคัญได้^{[ 52 ]}แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างความเข้มข้นของการออกกำลังกายและการแสดงออกของ BDNF แต่ความสัมพันธ์นี้จะกลายเป็นเชิงเส้นที่ความเข้มข้นของการออกกำลังกายที่เท่ากับหรือมากกว่า 65% ของ VO2max _[ ^{52 ] เนื่องจาก} การผลิตของ BDNF ถูกกระตุ้นโดยการออกกำลังกาย BDNF จึงถูกจัดเป็นเอ็กเซอร์ไคน์^{[ 45 ]}

นอกจากการสนับสนุนการสร้างเซลล์ประสาทในฮิปโปแคมปัสแล้ว^{[ 45 ]} BDNF ยังสนับสนุนกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ ความยืดหยุ่นของระบบประสาท การสร้างหลอดเลือด การเรียนรู้ และความจำ^{[ 49 ]}เชื่อกันว่ามันทำงานโดยการจับกับไคเนส B ของตัวรับทรอปโปไมโอซิน (TrkB)ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง BDNF-TrkB จะกระตุ้นเส้นทางการส่งสัญญาณปลายทางซึ่งเหนี่ยวนำให้เกิดฟังก์ชันการทำงานของ BDNF ^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ] [ 53 ]}เส้นทางเหล่านี้รวมถึง ฟ อสฟาติดิลอิโนซิทอล 3-ไคเนส (PI3K) Aktโปรตีนไคเนสที่กระตุ้นด้วยไมโทเจน (MAPK)และฟอสโฟลิเปส C-γ (PLC-γ ) ^{[ 44 ] [ 45 ]}ผ่านทางเส้นทางเหล่านี้ BDNF สามารถลดผลกระทบของ ND ได้โดยการส่งเสริมความยืดหยุ่นของระบบประสาท [ ^{44 ] [ 45 ]}การอยู่รอดของเซลล์ประสาท^{[ 44 ] [ 45 ] [ 46 ]}การสร้างไซแนปส์และเสริมสร้างความสามารถ^ในการสำรองความรู้^{[ 44 ]}

แม้ว่าจะมีหลักฐานที่ชัดเจนที่ยืนยันความสัมพันธ์ระหว่างการออกกำลังกายและระดับ BDNF ที่เพิ่มขึ้น แต่กลไกโมเลกุลพื้นฐานที่แท้จริงซึ่งก่อให้เกิดผลนี้ยังคงต้องทำความเข้าใจต่อไป^{[ 49 ] [ 54 ]}

ปัจจัยการเจริญเติบโตของเส้นประสาท (NGF) เป็นปัจจัยโปรตีนที่รับผิดชอบในการควบคุมการเจริญเติบโต การอยู่รอด และการเจริญเต็มที่ของเซลล์ประสาทซิมพาเทติกและ เซลล์ประสาท รับ ความรู้สึก ^{[ 49 ]}โดยการจับกับไคเนสตัวรับทรอปโปไมโอซิน A (TrkA) [ ^{49 ] [ 46 ] [ 53 ]}ซึ่งเป็นตัวรับที่มีความสัมพันธ์สูงที่เกี่ยวข้องกับการสร้างความแตกต่างของเซลล์ประสาทและอะพอพโทซิส^{[ 53 ]}และ ตัวรับนิวโรโทรฟิน ^p75 (p75NTR) NGF สามารถออกฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทได้โดยการกระตุ้นเส้นทางการส่งสัญญาณปลายทางที่เกี่ยวข้องกับการอยู่รอดและการสร้างความแตกต่างของเซลล์^{[ 49 ] [ 53 ]}โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปฏิสัมพันธ์ระหว่างลิแกนด์และตัวรับ NGF สามารถกระตุ้นวิถีฟอสฟาติดิลอิโนซิทอล 3-ไคเนส (PI3K) และโปรตีนไคเนส B (Akt) ^{[ 49 ] [ 53 ]}ซึ่งป้องกันการเกิดอะพอพโทซิสผ่านการเพิ่ม การแสดงออกของโปรตีน bcl-2และลดการแสดงออกของโปรตีน bax ^{[ 53 ]} NGF ยังสามารถกระตุ้นวิถีฟอสโฟลิเปส C-γ (PLCγ) ได้อีกด้วย ^{[ 49 ] [ 53 ] การส่งสัญญาณ NGF ส่งผลกระทบต่อเซลล์ประสาทโคลินเนอร์จิกในสมองส่วนหน้า (BFCN) โดยเฉพาะ อย่าง}ยิ่ง การสูญเสีย NGF อาจนำไปสู่ความบกพร่องทางสติปัญญา ซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับโรคอัลไซเมอร์ [ ^{46 ]}

แม้ว่าบทบาทของ NGF ในกระบวนการความจำจะได้รับการยืนยันแล้ว แต่บทบาทของมันในความยืดหยุ่นของสมองที่เกิดจากการออกกำลังกายยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 49 ]}ข้อมูลทางคลินิกชี้ให้เห็นว่า NGF เป็นสารประกอบนิวโทรฟิกซึ่งเพิ่มขึ้นหลังจากการออกกำลังกาย^{[ 49 ]}การเพิ่มขึ้นของ NGF ที่เกิดจากการออกกำลังกายนั้นเข้าใจได้ว่าขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของการออกกำลังกาย โดยการออกกำลังกายที่เข้มข้นกว่าจะทำให้เกิดการเพิ่มขึ้นที่มากขึ้น^{[ 49 ]}อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีความสัมพันธ์ที่ชัดเจนระหว่างการแสดงออกของ NGF และการออกกำลังกาย แต่กลไกทางโมเลกุลที่อยู่เบื้องหลังยังคงไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด^{[ 49 ]}

ปัจจุบันมีทางเลือกในการรักษาเพื่อปกป้องระบบประสาทมากขึ้น โดยมุ่งเป้าไปที่กลไกการเสื่อมของระบบประสาทที่แตกต่างกัน การวิจัยยังคงดำเนินต่อไปเพื่อค้นหาวิธีการที่มีประสิทธิภาพในการป้องกันการเกิดหรือการลุกลามของโรคทางระบบประสาทเสื่อมหรือการบาดเจ็บรอง ซึ่งรวมถึง:

• สารยับยั้ง แคสเปส : ส่วนใหญ่ใช้และศึกษาเพื่อผล ต้าน การตายของ เซลล์ ^{[ 55 ]}
• ปัจจัยทางโภชนาการ : การใช้ปัจจัยทางโภชนาการเพื่อการปกป้องระบบประสาทในความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลางกำลังได้รับการสำรวจ โดยเฉพาะอย่างยิ่งใน ALS ปัจจัยทางโภชนาการที่อาจช่วยปกป้องระบบประสาท ได้แก่CNTF , IGF-1 , VEGFและBDNF ^{[ 56 ]}
• ภาวะอุณหภูมิร่างกายต่ำเพื่อการรักษา : กำลังมีการศึกษาถึงวิธีการรักษาทางเลือกในการปกป้องระบบประสาทสำหรับผู้ป่วยที่มีอาการบาดเจ็บที่สมอง และคาดว่าจะช่วยลดความดันในกะโหลกศีรษะได้^{[ 57 ]}
• มีรายงานว่าอิริโทรโปเอติน ช่วยปกป้องเซลล์ประสาทจาก ความเป็นพิษของกลูตาเมตที่เกิดจากภาวะขาดออกซิเจน (ดูอิริโทรโปเอตินในการปกป้องระบบประสาท )
• ลิเธียมมีฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทและกระตุ้นการสร้างเซลล์ประสาทใหม่ผ่านทางเส้นทางการส่งสัญญาณหลายเส้นทาง โดยจะยับยั้งไกลโคเจนซินเทสไคเนส-3 (GSK-3) เพิ่มการแสดงออกของนิวโรโทรฟินและปัจจัยการเจริญเติบโต (เช่นปัจจัยนิวโรโทรฟิกที่ได้จากสมอง (BDNF)) ปรับโมเลกุลที่ก่อให้เกิดการอักเสบ เพิ่มการแสดงออกของปัจจัยปกป้องระบบประสาท (เช่น บีเซลล์ลิมโฟมา-2 (Bcl-2), โปรตีนช็อกความร้อน 70 (HSP-70)) และลดการแสดงออกของปัจจัยที่ทำให้เกิดการตายของเซลล์พร้อมกัน ลิเธียมแสดงให้เห็นว่าสามารถลดการตายของเซลล์ประสาท การกระตุ้นไมโครเกลีย การเหนี่ยวนำไซโคลออกซิเจเนส-2 อะไมลอยด์-เบตา (Aβ) และระดับเทาที่มีการฟอสฟอริเลชันสูง รักษาความสมบูรณ์ของอุปสรรคเลือด-สมอง บรรเทาความบกพร่องทางระบบประสาทและความผิดปกติทางจิตเวช และปรับปรุงผลลัพธ์การเรียนรู้และความจำ^{[ 58 ]}
• นิวโรโปรเทคติน D1และนิวโรโปรเทคตินอื่นๆ (ดูที่สารสื่อกลางโปรรีโซลวิงเฉพาะทาง#โปรเทคติน/นิวโรโปรเทคตินที่ได้จาก DHA ) และรีโซลวิน บางชนิด ในกลุ่ม D (เช่น RvD1, RvD2, RvD3, RvD4, RvD5 และ RvD6; ดูที่สารสื่อกลางโปรรีโซลวิงเฉพาะทาง#รีโซลวินที่ได้จาก DHA ) เป็น เม ตาโบ ไลต์โดโค ซานอยด์ของกรดไขมันโอเมก้า 3โดโคซาเฮกซาอีโนอิกแอซิด (DHA) ในขณะที่รีโซลวินในกลุ่ม E (RvD1, RvD2 และ RvD3; ดูที่สารสื่อกลางโปรรีโซลวิงเฉพาะทาง#รีโซลวินที่ได้จาก EPA (เช่น RvE) ) เป็น เมตาโบไลต์ อี โคซาน อยด์ของกรดไขมันโอเมก้า 3 อีโคซาเพนตาอีโนอิกแอซิด (EPA) สารเมตาบอไลต์เหล่านี้ ซึ่งสร้างขึ้นจากการทำงานของ เอนไซม์ ไลโปออกซิเจเนสไซโคลออกซิเจเนสและ/หรือไซโตโครม P450ในเซลล์ บน DHA หรือ EPA ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีฤทธิ์ต้านการอักเสบ อย่างมีประสิทธิภาพ และมีฤทธิ์ปกป้องระบบประสาทในแบบจำลองต่างๆ ของโรคทางระบบประสาทที่เกี่ยวข้องกับการอักเสบ เช่น โรคเสื่อมต่างๆ รวมถึงโรคอัลไซเมอร์^{[ 59 ] [ 60 ]}อะนาล็อกที่ทนต่อการเผาผลาญของ RvE1 กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อรักษาโรคจอประสาทตา และสารเลียนแบบนิวโรโปรเทคติน D1 กำลังอยู่ระหว่างการพัฒนาเพื่อรักษาโรคทางระบบประสาทเสื่อมและการสูญเสียการได้ยิน^{[ 61 ]}

• ความเสื่อมของระบบประสาท
• การฟื้นฟูระบบประสาท