Ćwiczenia stymulują mózg ze względu na jego wpływ na mięśnie

Niedawne badanie wykazało, że ćwiczenia odgrywają ważną rolę w zdrowiu mózgu, ponieważ powodują uwalnianie przez mięśnie cząsteczek związanych z funkcjami poznawczymi.

Badania opublikowane w Proceedings of the National Academy of Sciences pokazują, że gdy nerwy stymulujące mięśnie ulegają aktywacji, wysyłają one również sygnały do mózgu, uwalniając cząsteczki bioaktywne i nanocząsteczki poprawiające funkcjonowanie mózgu.

Wyniki podkreślają znaczenie utrzymania zdrowia układu mięśniowo-szkieletowego nie tylko dla zdrowia układu krążenia i mobilności, ale także dla przeciwdziałania neurodegeneracji, powiedział dr Hongrong Kong, profesor na wydziale inżynierii chemicznej i biomolekularnej na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign i współautorka badania..

Wyjaśnił, że: „Utrzymanie unerwienia neuronów ma kluczowe znaczenie, aby umożliwić mięśniom wytwarzanie czynników biologicznych korzystnych dla mózgu. Regularne skurcze mięśni nie tylko uwalniają te korzystne czynniki, ale także pomagają w utrzymaniu unerwienia niezbędnego, aby nerwy mogły nadal wysyłać sygnały do mięśni. Sygnały te są niezbędne do regulowania uwalniania czynników neurotroficznych do mózgu.”

W badaniu stymulowano mięśnie glutaminianem, aby zobaczyć, jak zareagowała funkcja nerwów. Naukowcy wykorzystali modele tkanki mięśniowej, unerwionej i nieunerwionej, i odkryli, że unerwiona tkanka wysyła więcej sygnałów do mózgu.

Ponieważ niektóre funkcje neuronów w mięśniach mogą się pogorszyć wraz z wiekiem lub urazem, badacze byli zainteresowani wpływem tej utraty na zdrowie mózgu.

Jak ćwiczenia wpływają na funkcjonowanie mózgu?

W tym badaniu naukowcy nie obserwowali osób ćwiczących. Zamiast tego zbadali modele tkanki mięśniowej, co oznacza, że nie było możliwe wyciągnięcie bezpośrednich wniosków na temat konkretnych form ćwiczeń i ich wpływu na zdrowie mózgu.

Kong powiedział, że poprzednie badania dotyczące ćwiczeń i zdrowia mózgu wykazały bezpośrednią korelację między wielkością hipokampa a regularną aktywnością fizyczną. Jednak w ramach nowego badania naukowcy przyjrzeli się układowi nerwowemu i funkcjom mięśniowo-szkieletowym, aby lepiej zrozumieć interakcje między mózgiem a ciałem.

„Nasze badanie nie wykazało, w jaki sposób ćwiczenia mogą bezpośrednio poprawić funkcje poznawcze” – przestrzegł Kong. „Kilka badań wykazało już, że regularne ćwiczenia mogą poprawić funkcje poznawcze u dorosłych. W badaniach tych uczestników poproszono o regularne ćwiczenia i monitorowano zmiany w wielkości ich hipokampa.”

„Wyniki pokazują, że osoby regularnie wykonujące ćwiczenia aerobowe mają większe hipokampy i lepiej radzą sobie w testach pamięci przestrzennej. Skoncentrowaliśmy się na tym, jak neurony powiązane z mięśniami wpływają na jedną ze ścieżek łączących mięśnie z mózgiem”. — dr Hyunjun Kong

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, starszy trener zdrowia mózgu i dyrektor programu FitBrain w Neuroscience Institute w Santa Monica w Kalifornii, który nie był zaangażowany w badanie, powiedział, że pełne zrozumienie tego zajmie trochę czasu wpływ ćwiczeń na mózg i przyszłe badania na ludziach będą musiały to wziąć pod uwagę.

„Długość czasu potrzebna do zaobserwowania wpływu ćwiczeń na funkcje poznawcze może się różnić w zależności od rodzaju, intensywności i częstotliwości ćwiczeń, a także indywidualnych różnic w zakresie wieku, wyjściowych funkcji poznawczych i stanu zdrowia”, Glatt powiedział.

„Badania zazwyczaj wykazują zauważalne efekty w ciągu tygodni lub miesięcy. Ważne jest, aby przyszłe badania uwzględniły te zmienne, aby dokładnie ocenić ramy czasowe” – zauważył.

Jakie rodzaje ćwiczeń są najlepsze dla zdrowia mózgu?

Regularne ćwiczenia przynoszą wymierne korzyści dla zdrowia mózgu. Na przykład boks pomaga osobom cierpiącym na chorobę Parkinsona.

Glatt zauważył, że niektóre rodzaje ćwiczeń mogą być bardziej skuteczne niż inne w poprawie zdrowia mózgu, szczególnie te, które wymagają funkcji poznawczych.

„Ćwiczenia aerobowe, takie jak bieganie, pływanie i jazda na rowerze, które poprawiają zdrowie układu krążenia, są powszechnie znane ze swojego pozytywnego wpływu na funkcjonowanie mózgu” – powiedział.

„Jednak zajęcia łączące aktywność fizyczną i poznawczą – takie jak taniec i sporty zespołowe – mogą dawać dodatkowe korzyści ze względu na potrzebę koordynacji, rytmu i funkcji wykonawczych” – dodał.

Czy ćwiczenia mogą odwrócić lub spowolnić pogorszenie funkcji poznawczych?

Kong zasugerował, że aktywność fizyczna może potencjalnie odwrócić lub spowolnić pogorszenie funkcji poznawczych związane ze starzeniem się.

„W miarę starzenia się ludzie stopniowo tracą dobrze ukształtowane połączenia nerwowo-mięśniowe między nerwami i mięśniami, co upośledza zdolność mięśni do regulacji za pomocą sygnałów nerwowych i w związku z tym zmniejsza ich zdolność do wydzielania czynników kluczowych dla funkcjonowania mózgu”, Kong wyjaśnione.

„Przy odpowiednim treningu lub stymulacji skurczów mięśni mięśnie mogą wytwarzać czynniki pomagające w utrzymaniu tych połączeń nerwowo-mięśniowych, zapobiegając odnerwieniu. W rezultacie starsze osoby dorosłe mogą nadal mieć funkcjonalnie unerwione mięśnie, zdolne do wytwarzania ważnych czynników poprawiających funkcje poznawcze w organizmie mózgu” – zauważył.

Glatt wskazał, że siedzący tryb życia ze stosunkowo niskim poziomem aktywności fizycznej może wiązać się z większym ryzykiem pogorszenia funkcji poznawczych.

Przestrzegł jednak, że istnieją różne różnice indywidualne związane z genetyką, stylem życia i czynnikami środowiskowymi.

„Ćwiczenia są coraz częściej uznawane za interwencję wspomagającą dla osób z osłabionymi funkcjami poznawczymi, w tym osób cierpiących na zaburzenia związane z wiekiem lub schorzenia, takie jak choroba Alzheimera. Aktywność fizyczna może poprawić przepływ krwi do mózgu, zmniejszyć stan zapalny i stymulować uwalnianie czynników wzrostu, które mogą pomóc w utrzymaniu lub poprawie funkcji poznawczych” – powiedział Glatt.

„Chociaż ćwiczenia są korzystne dla utrzymania zdrowia poznawczego i potencjalnie spowalniają postęp jego pogorszenia, dowody na jego zdolność do odwracania istniejącego pogorszenia funkcji poznawczych są nadal niejednoznaczne. Większość badań sugeruje, że ćwiczenia mogą powodować wolniejsze tempo pogorszenia się funkcji poznawczych i lepszy ogólny stan zdrowia mózgu, ale może być odwrotnie w przypadku zajęcia się ustalonymi deficytami poznawczymi wymaga bardziej szczegółowych badań” – przestrzegł.