Fyzické cvičenie stimuluje funkciu mozgu prostredníctvom jeho vplyvu na svaly

Nová štúdia zistila, že cvičenie zohráva dôležitú úlohu v zdraví mozgu tým, že spúšťa uvoľňovanie molekúl spojených s kognitívnymi funkciami zo svalov.

Štúdia publikovaná v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences ukazuje, že keď sú aktivované nervy, ktoré stimulujú svaly, vysielajú signály aj do mozgu, čím uvoľňujú bioaktívne molekuly a nanočastice, ktoré zlepšujú funkciu mozgu.

Zistenia zdôrazňujú dôležitosť udržiavania zdravia pohybového aparátu nielen pre kardiovaskulárne zdravie alebo mobilitu, ale aj pre boj proti neurodegenerácii, povedal Hyunjun Kong, PhD, profesor na katedre chemického a biomolekulárneho inžinierstva na University of Illinois v Urbana-Champaign a spoluautor štúdie.

Vysvetlil, že: „Udržiavanie neuronálnej inervácie je kľúčové pre to, aby svaly mohli produkovať biologické faktory, ktoré sú prospešné pre mozog. Pri pravidelných svalových kontrakciách svaly nielen uvoľňujú tieto prospešné faktory, ale tiež pomáhajú udržiavať inerváciu potrebnú na zabezpečenie toho, aby nervy naďalej posielali signály do svalov. Tieto signály sú potrebné na reguláciu uvoľňovania neurotrofických faktorov do mozgu.“

Štúdia stimulovala svaly glutamátom, aby zistila, ako na to reagujú nervové funkcie. Výskumníci použili modely svalového tkaniva, jeden inervovaný a jeden neinervovaný, a zistili, že inervované tkanivo vysielalo do mozgu viac signálov.

Keďže niektoré neurónové funkcie vo svaloch sa môžu s vekom alebo zranením znižovať, výskumníkov zaujímalo, ako táto strata ovplyvní zdravie mozgu.

Ako ovplyvňuje cvičenie funkciu mozgu?

V tejto štúdii výskumníci nepozorovali ľudí pri cvičení. Namiesto toho študovali modely svalového tkaniva, čo znamená, že nebolo možné vyvodiť priame závery o konkrétnych formách cvičenia a ich vplyve na zdravie mozgu.

Kong uviedol, že predchádzajúce štúdie o cvičení a zdraví mozgu preukázali priamu súvislosť medzi veľkosťou hipokampu a pravidelnou fyzickou aktivitou. V tejto novej štúdii sa však vedci zamerali na nervový systém a muskuloskeletálne funkcie, aby lepšie pochopili interakcie medzi mozgom a telom.

„Naša štúdia nepreukázala, ako môže cvičenie priamo zlepšiť kognitívne funkcie,“ varoval Kong. „Niekoľko štúdií už ukázalo, že pravidelné cvičenie môže zlepšiť kognitívne funkcie u dospelých. V týchto štúdiách boli účastníci požiadaní, aby pravidelne cvičili a sledovali sa zmeny vo veľkosti ich hipokampu.“

„Výsledky ukazujú, že ľudia, ktorí pravidelne cvičia aeróbne, majú väčšie hipokampy a vykazujú lepšie výsledky v testoch priestorovej pamäte. Zamerali sme sa na to, ako neuróny súvisiace so svalmi ovplyvňujú jednu z dráh medzi svalmi a mozgom.“ – Hyunjun Kong, PhD

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, senior kouč pre zdravie mozgu a riaditeľ programu FitBrain v Neuroscience Institute v Santa Monice v Kalifornii, ktorý sa na štúdii nezúčastnil, povedal, že úplné pochopenie účinkov cvičenia na mozog si vyžiada čas a budúce štúdie na ľuďoch to budú musieť zohľadniť.

„Trvanie potrebné na pozorovanie účinkov cvičenia na kognitívne funkcie sa môže líšiť v závislosti od typu, intenzity a frekvencie cvičenia, ako aj od individuálnych rozdielov vo veku, východiskových kognitívnych funkciách a zdravotnom stave,“ povedal Glatt.

„Štúdie zvyčajne ukazujú účinky v priebehu týždňov až mesiacov. Je dôležité, aby budúce štúdie zohľadnili tieto premenné, aby sa presne posúdil časový rámec,“ povedal.

Aké druhy cvičenia sú najlepšie pre zdravie mozgu?

Pravidelné cvičenie má významné výhody pre zdravie mozgu. Napríklad box sa používa na pomoc ľuďom s Parkinsonovou chorobou.

Glatt poznamenal, že niektoré druhy cvičenia môžu byť pri zlepšovaní zdravia mozgu účinnejšie ako iné, najmä tie, ktoré vyžadujú kognitívne funkcie.

„Aeróbne cvičenie, ako je beh, plávanie a cyklistika, ktoré zlepšujú kardiovaskulárne zdravie, je všeobecne známe pre svoje pozitívne účinky na funkciu mozgu,“ povedal.

„Aktivity, ktoré kombinujú fyzické a kognitívne požiadavky – ako napríklad tanec a tímové športy – však môžu ponúkať ďalšie výhody vďaka nárokom na koordináciu, rytmus a výkonné funkcie,“ dodal.

Môže cvičenie zvrátiť alebo spomaliť kognitívny pokles?

Kong naznačil, že fyzická aktivita by mohla potenciálne zvrátiť alebo spomaliť kognitívny pokles spojený so starnutím.

„S pribúdajúcim vekom ľudia postupne strácajú dobre formované neuromuskulárne spojenia medzi nervami a svalmi, čo zhoršuje schopnosť svalov byť regulované nervovými signálmi a následne znižuje ich schopnosť vylučovať faktory, ktoré sú kľúčové pre funkciu mozgu,“ vysvetlil Kong.

„Pri vhodnom tréningu alebo stimulácii svalových kontrakcií môžu svaly produkovať faktory, ktoré pomáhajú udržiavať tieto neuromuskulárne spojenia a zabraňujú denervácii. V dôsledku toho môžu mať starší dospelí stále funkčne inervované svaly, ktoré môžu produkovať dôležité faktory zlepšujúce kognitívne funkcie v mozgu,“ poznamenal.

Glatt poukázal na to, že sedavý životný štýl s relatívne nízkou úrovňou fyzickej aktivity môže byť spojený s vyšším rizikom kognitívneho poklesu.

Upozornil však, že existujú rôzne individuálne rozdiely súvisiace s genetikou, životným štýlom a faktormi prostredia.

„Cvičenie sa čoraz viac uznáva ako podporný zásah pre ľudí so zhoršenými kognitívnymi funkciami, vrátane tých, ktorí trpia vekom súvisiacim poklesom alebo stavmi, ako je Alzheimerova choroba. Fyzická aktivita môže zlepšiť prietok krvi do mozgu, znížiť zápal a stimulovať uvoľňovanie rastových faktorov, čo môže pomôcť udržať alebo zlepšiť kognitívne funkcie,“ povedal Glatt.

„Hoci je cvičenie prospešné pre udržanie kognitívneho zdravia a potenciálne spomaľuje progresiu poklesu, dôkazy o jeho schopnosti zvrátiť existujúce kognitívne poruchy sú stále nepresvedčivé. Väčšina výskumov naznačuje, že cvičenie môže podporovať pomalšie tempo poklesu a lepšie celkové zdravie mozgu, ale na zvrátenie existujúcich kognitívnych deficitov je potrebný rozsiahlejší výskum,“ varoval.