Masz wpływ na to, jak zestarzeje się Twój mózg! To proste – o jego sprawności decyduje także styl życia: co jesz, jak się wysypiasz, ale także jak ćwiczysz. Jaka więc aktywność sprawi, że będzie w lepszej formie? Wyjaśnia dr Asia Podgórska w swojej książce „Tak działa mózg. Jak mądrze dbać o jego funkcjonowanie”.
Fragment książki dr Asi Podgórskiej „Tak działa mózg. Jak mądrze dbać o jego funkcjonowanie” (wyd. W.A.B.). Śródtytuły i lead pochodzą od redakcji.
Wśród wielu badań dotyczących wpływu aktywności fizycznej na nasz mózg niezwykle ważne są te, które dotyczą starzejącego się organizmu. Ma to szczególne znaczenie w kontekście chorób neurodegeneracyjnych, dla których podstawowym czynnikiem ryzyka jest nieuchronnie postępujący wiek. Wykazano bowiem, że starsze, aktywne fizycznie osoby znacznie później doświadczają problemów z funkcjami poznawczymi w porównaniu z ludźmi, którzy nie lubili się w ciągu życia z ruchem. Udowodniono, że wysiłek fizyczny ma wpływ na pamięć, nastrój, plastyczność oraz zdolność uczenia się – zarówno w młodym i zdrowym mózgu, jak i tym już starzejącym się, bardziej wrażliwym na neurodegenerację.
Wiadomo, że objętość i stopień ukrwienia hipokampu, obszaru mózgu kluczowego dla konsolidacji pamięci, mają związek z poziomem sprawności fizycznej. Im bardziej sprawne ciało, tym obszar ten jest w lepszej kondycji. Randomizowane, kontrolowane badanie obejmujące 120 uczestników w wieku powyżej 65 lat wykazało, że już sześć miesięcy ćwiczeń fizycznych odwraca związaną z wiekiem utratę objętości hipokampu i poprawia wyniki w komputerowym teście badania pamięci przestrzennej. Równie ciekawych danych dostarcza obszerna metaanaliza obejmująca 42 badania z udziałem 4 tysięcy uczestników. Wykazano w niej, że treningi o charakterze aerobowym (tlenowym) istotnie poprawiają pamięć, kojarzenie i zdolność logicznego myślenia.
Co więcej, starsze, aktywne fizycznie osoby lepiej wykorzystują zasoby swojego mózgu w czasie wykonywania różnych zadań motorycznych niż będące w tym samym wieku osoby prowadzące siedzący tryb życia. Wykazano bowiem, że osoby starsze o wysokim poziomie wydolności tlenowej mają znacznie większą objętość mózgu w obszarach, które są odpowiedzialne za koordynację i zdolności poznawcze.
Doświadczenia oceniające związek między aktywnością fizyczną a ryzykiem wystąpienia choroby Alzheimera wyraźnie wykazały, że ruch istotnie zmniejsza ryzyko otępienia umysłowego i pojawienia się tego typu neurodegeneracji odpowiednio o 28% i 45%. Aktywność fizyczna jest niezwykle ważna dla utrzymania tak zwanej ciągłości synaptycznej i zmniejsza postępującą wraz z wiekiem dysfunkcję tych kluczowych dla neurotransmisji i działania chemii mózgu struktur. Badania opublikowane na łamach „Alzheimer’s and Dementia” wykazały, że mózgi osób starszych, które podejmowały aktywność fizyczną w czasie swojego życia, zawierały więcej białek zaangażowanych w prawidłowe funkcjonowanie synaps. Co istotne, ochronny wpływ ich większej ilości wykazano nawet w badanych post mortem mózgach, w których zidentyfikowano typowe dla choroby Alzheimera markery biochemiczne: amyloid beta i białko tau. Fascynujące – i wspaniałe – jest to, że podejmowana w ciągu życia aktywność fizyczna zdecydowanie zmniejszała pojawienie się objawów choroby. Osoby starsze, które pozostawały aktywne, miały wyższy poziom białek (między innymi synaptofizyny, synaptotagminy-1, syntaksyny), ułatwiających wymianę informacji między neuronami. Co ważne, obserwowane zmiany wykraczały poza hipokamp. Integralność synaptyczna – zarówno ta mierzona w płynie mózgowo-rdzeniowym żyjących badanych, jak i w tkance mózgowej poddanej autopsji – wydawała się niezwykle mocno tłumić działanie toksycznych zmian w mózgu. Podobne obserwacje opisywano już w kontekście tak zwanej rezerwy poznawczej u osób, które przez całe swoje życie były molami książkowymi, osobami niezwykle głodnymi wiedzy, doświadczeń czy relacji społecznych. Ich mózgi badane pośmiertnie cechowały typowe dla alzheimera zmiany, jednak spadek poznawczy nie dawał o sobie znać.
Koncepcja rezerwy poznawczej (ang. cognitive reserve) odnosi się do sytuacji, w której patologia mózgu nie koresponduje z objawami klinicznymi, tj. są one nieobecne albo słabo widoczne w porównaniu z tym, co mówią rozpoznanie kliniczne lub przewidywane problemy z działaniem mózgu (deficyty poznawcze) pojawiające się w procesie starzenia. Zasoby poznawcze – czyli rezerwa poznawcza – to cała nasza wiedza i umiejętności zdobyte w trakcie życia, które mogą spowalniać powiązany z wiekiem spadek funkcji poznawczych i procesów związanych z otępieniem.
Regularna, długotrwała aktywność fizyczna zapobiega występowaniu chorób neurodegeneracyjnych i hamuje starzenie się mózgu. Wysiłek fizyczny powoduje poprawę sprawności ruchowej, zwiększenie siły mięśni u osób w podeszłym wieku. Ponadto terapia ruchowa w postaci treningu wytrzymałościowego, treningu oporowego, intensywnego treningu mieszanego lub interwałowego wytrzymałościowego treningu o dużej intensywności powoduje zmniejszenie objawów klinicznych w chorobach Parkinsona i Alzheimera. Poza tym aktywność ruchowa przyczynia się do zmniejszenia napięcia mięśniowego, sztywności, a także wpływa korzystnie na równowagę ciała u osób z chorobami neurodegeneracyjnymi i neurozwyrodnieniowymi. Stała aktywność fizyczna w ciągu życia może również chronić przed związaną z wiekiem utratą masy i funkcji mięśni. Wykazano, że osoby w wieku 68 lat i starsze, które były aktywne fizycznie przez całe życie (wykonywały ćwiczenia oporowe, grały w gry zespołowe, pływały, jeździły na rowerze, biegały, wiosłowały), cechowały wolniej starzejące się mięśnie. Były lepiej funkcjonujące i bardziej odporne na zmęczenie w porównaniu z osobami nieaktywnymi – i to zarówno młodymi (!), jak i starszymi.
W jednym z doświadczeń badano aktywność mięśni, komórek macierzystych mięśni (komórek satelitarnych) i nerwów u ludzi. Co istotne, komórki satelitarne są kluczowe w regeneracji mięśni i zapobiegają przed utratą masy mięśniowej. A utrzymanie jej prawidłowej ilości jest niezwykle ważne zarówno dla starzejącego się organizmu, jak i młodego (wpływ między innymi na lepszą insulinowrażliwość, zdrowie metaboliczne). Im większa była praca mięśni, tym większe zdolności ich regeneracji i samoodnawiania się oraz mobilizacji układu nerwowego do pracy. U ssaków – w tym u człowieka – poza przepływem informacji mózg–mięśnie istnieje tak zwana sygnalizacja wsteczna: mięśnie–mózg, która chroni przed postępującą wraz z wiekiem utratą komórek nerwowych, zapewniając siłę i witalność osobom regularnie uprawiającym sport.
Kolejnym bardzo ważnym i obiecującym punktem działania aktywności fizycznej – szczególnie tej wytrzymałościowej w kontekście neuroprotekcji – jest także prawdopodobne usuwanie nadmiaru żelaza: regulacja metabolizmu tego pierwiastka, którego akumulację obserwuje się w starzejących się neuronach i jest ona związana z rozwojem choroby Alzheimera.
Ćwiczenia mogą mieć pozytywny wpływ na wiele elementów funkcjonowania mózgu, które upośledzone są w przypadku chorób neurologicznych. Usprawniają zaburzoną plastyczność synaptyczną, prawidłowy odbiór bodźców, zdecydowanie zmniejszają też powstawanie szkodliwych i patologicznych zmian w mózgu.
Co więcej, okazuje się także, że ruch i mobilizowanie ciała może istotnie znosić cytotoksyczne (czyli uszkadzające komórki) działanie pewnych związków. Mowa o zaobserwowanej zależności pomiędzy aktywnością fizyczną a utrzymaniem sprawnego mózgu po leczeniu chemioterapią. Chemobrain jest określeniem związanym z negatywnym skutkiem chemioterapii, manifestuje się on upośledzeniem działania neuronów, ich obumieraniem. Często obserwuje się znaczące problemy z pamięcią, doborem odpowiednich słów, zaburzeniami koncentracji. Opublikowane w 2022 roku wyniki badań ponownie informują o silnym związku aktywności fizycznej z utrzymaniem zdolności poznawczych pacjentek z nowotworem piersi leczonych chemioterapią (cytostatykami – substancjami, które najczęściej hamują podziały komórkowe i zapobiegają namnażaniu się komórek). Aktywność fizyczna (odpowiednio dobrana do stanu zdrowia organizmu) przed chemioterapą, w jej trakcie i po jej zakończeniu przynosi bardzo dobre efekty w utrzymaniu sprawnego mózgu. Pacjenci, którzy lubili się z ruchem, po zakończonej kuracji charakteryzowali się podobną sprawnością poznawczą co ludzie zdrowi, niepoddani leczeniu przeciwnowotworowemu.
Jak to w nauce bywa, dyskusje na temat najkorzystniejszej dla mózgu formy aktywności, czasu jej trwania oraz intensywności nie mają końca. Biorąc pod uwagę ogromną różnorodność pomiędzy ludźmi, stan ich zdrowia i oddziaływanie setek zmiennych, jeszcze wiele zostaje do zbadania w tej materii. Jedno jest jednak pewne: stwierdzenie „nigdy nie zapominaj o treningu nóg” ma sens – także z neurobiologicznego punktu widzenia!
Czytaj też: Terapia EEG Biofeedback – siłownia dla mózgu. Na co pomaga i na czym polega?
Warto się w tym miejscu zastanowić, dlaczego osoby cierpiące na dysfunkcje neuronów ruchowych, stwardnienie rozsiane, rdzeniowy zanik mięśni i inne choroby neurologiczne tak mocno odczuwają negatywne zmiany zachodzące w mózgu, gdy możliwość ich poruszania się staje się ograniczona.
Obecnie wiadomo już, że ludzie, którzy nie są w stanie wykonywać ćwiczeń angażujących kończyny – pacjenci, którzy zmuszeni są do pozostawania w łóżku, a także astronauci podczas długich podróży – nie tylko tracą masę mięśniową, ale mogą doświadczać też znacznych uszkodzeń układu nerwowego. W badaniu na zwierzętach laboratoryjnych wykazano również, że myszy pozbawione możliwości używania tylnych kończyn przez 28 dni cechowały znaczne zmiany w strefie podkomorowej mózgu – a zatem w obszarze, w którym wytwarzane są nowe neurony. Ograniczenie aktywności fizycznej zmniejszyło liczbę ich nerwowych komórek macierzystych o 70%. Co więcej, uniemożliwienie poruszania kończynami dolnymi spowodowało, że zarówno neurony, jak i oligodendrocyty (tworzące mielinę) nie były w pełni dojrzałe. Niekorzystnie wpłynęło również na działanie dwóch genów, z których jeden – CDK5Rap1 – jest niezwykle ważny dla prawidłowego funkcjonowania mitochondriów. Angażowanie nóg, szczególnie w ćwiczeniach obciążających, wysyła do mózgu sygnały, które są niezbędne do produkcji zdrowych komórek nerwowych.
Pojawia się jednak pytanie – jaki rodzaj aktywności będzie najlepszym wyborem dla poprawy pracy mózgu, także tego starzejącego się? Wygląda na to, że najlepszym rozwiązaniem będzie połączenie treningu siłowego z aktywnością tlenową i treningiem wydolnościowym. Trening oporowy przeciwdziała utracie masy mięśniowej i siły, a oba te elementy odgrywają ważną rolę dla starzejącego się organizmu. Wykazano także, że trening siłowy (z hantlami) istotnie zmniejszał prawdopodobieństwo rozwinięcia się pełnoobjawowej choroby Alzheimera u osób z łagodnym zaburzeniem poznawczym. Z drugiej strony aktywność o charakterze aerobowym może chronić przed zaburzeniami sercowo-naczyniowymi oraz zespołem metabolicznym, które należą do najczęstszych chorób przewlekłych związanych z wiekiem i są mocno skorelowane z rozwinięciem się neurodegeneracji. Kluczowy jest tu fakt, że oba rodzaje aktywności korzystnie wpływają na neurogenezę w hipokampie, wzrost istoty szarej (liczbę komórek nerwowych, poprzez wsparcie neurogenezy), aktywność i wzrost stężenia BDNF (usprawnienie regeneracji neuronów i neurogenezy, tworzenia połączeń neuronalnych) oraz działają przeciwzapalnie, co w efekcie usprawnia działanie mózgu. Dlatego właśnie łączenie obu rodzajów treningu ma tak duże znaczenie.
Co więcej, w jednym z badań opublikowanych w 2023 roku pokazano fascynujące powiązanie pomiędzy aktywnością fizyczną – treningiem o charakterze wydolnościowym i oporowym – a funkcjonowaniem sieci mózgowych i połączeń pomiędzy strukturami. Naukowcy przyjrzeli się wpływowi ćwiczeń fizycznych, treningu poznawczego i suplementacji witaminy D na łączność mózgową u osób starszych z łagodnymi zaburzeniami poznawczymi. Najważniejsza była ocena funkcjonalności połączeń sieci neuronalnych i ocena skuteczności komunikacji różnych obszarów mózgu. Kluczową obserwacją było to, że ćwiczenia fizyczne okazały się głównym motorem poprawy połączeń mózgowych, szczególnie między dwoma ważnymi obszarami mózgu: hipokampem i zakrętem kątowym. Co bardzo ważne (oprócz znanej funkcji pamięciowej), są to części tak zwanej sieci DMN – trybu domyślnego/stanu podstawowego, która często jest jednym z pierwszych obszarów wykazujących oznaki postępującego alzheimera. Sieć DMN w tym ujęciu została powiązana z procesami poznawczymi skierowanymi na siebie – introspekcją i pamięcią autobiograficzną. To ta sama sieć, która ulega resetowi podczas terapii psychodelicznych ukierunkowanych na dysocjację ego (zgodnie z poglądem Robina Carharta-Harrisa związana z entropią mózgową), ale pamiętajmy, że jest ona kluczowa w postrzeganiu ja. Pacjenci z chorobą Alzheimera wykazują zakłócenia funkcjonalnej łączności w obszarach DMN (badania naukowe sugerują, że obserwuje się je częściej w mózgach kobiecych). Dołożenie treningu poznawczego i suplementacji witaminy D do protokołu opartego na aktywności fizycznej wydawało się przynosić dalsze korzyści, ale efekty były gorsze w porównaniu z efektami ćwiczeń fizycznych.
Jeśli po przeczytaniu ostatnich zdań w waszej wyobraźni pojawił się harpagoński trening czy bardzo duża mobilizacja mięśni – mam dobrą wiadomość. Z badań przeprowadzonych na zwierzętach wiadomo, że połączenie ćwiczeń fizycznych, odczuwania bodźców (pobudzenia sensorycznego) i aktywności poznawczej ma ogromny wpływ na powstawanie nowych neuronów i neuroplastyczność. W przypadku ludzi aktywnością, która doskonale łączy wszystkie wspomniane elementy, bez względu na wiek mózgu, jest taniec.
W jednym z badań, które trwało pół roku, porównywano efekty konwencjonalnego treningu fitness z zajęciami tanecznymi. Pod lupę wzięto uwagę, pamięć, wydolność oddechową, czynniki neurotroficzne (BDNF i NGF) i przede wszystkim zmiany strukturalne w mózgu u 38 osób. Wyniki okazały się zdumiewające. Taniec w porównaniu z konwencjonalną aktywnością fizyczną znacznie bardziej zwiększał objętość kilku obszarów mózgu: zakrętu obręczy, ciała modzelowatego i kory czuciowo-ruchowej. Zatem wszystkich tych struktur, które odpowiedzialne są między innymi za tworzenie nowych komórek nerwowych, koordynowanie i przekazywanie sygnałów nerwowych i prawidłowe odbieranie bodźców. Obserwowane zmiany związane były – rzecz jasna – również ze wzrostem wspominanego BDNF. Wyniki tego doświadczenia wyraźnie wskazują, że taniec poprzez swoje multifunkcjonalne działanie prokognitywne może być skutecznym środkiem we wspomaganiu pracy mózgu i przeciwdziałaniu szkodliwym skutkom jego starzenia.
Wspomnę jeszcze o bardzo ciekawych wynikach badań, które opublikowano całkiem niedawno. Naukowcy z Nowej Zelandii porównali stężenie BDNF podczas 20-godzinnego postu, 90-minutowych ćwiczeń o umiarkowanym natężeniu, 6-minutowego intensywnego wysiłku fizycznego (interwałowa, dynamiczna jazda na rowerze) oraz podczas połączenia postu i ćwiczeń. Najskuteczniejszy dla odsuwania neurodegeneracji i zachowania sprawności mózgu okazał się krótki, intensywny trening – stężenie BDNF wzrosło w jego przypadku czterolub pięciokrotnie bardziej w porównaniu z postem (brak zmian) lub dłuższą, ale lżejszą aktywnością (nieznaczny wzrost). Choć badanie nie było duże, bez wątpienia potwierdziło biochemiczne zależności dotyczące efektywnego odżywiania neuronów – niezwykle cenny jest wysiłek na tyle intensywny, by wytworzyć kwas mlekowy w ciele i dostarczyć go do mózgu, oraz zwiększenia wytwarzania BDNF w mózgu i płytkach krwi.
Fragment książki dr Asi Podgórskiej „Tak działa mózg. Jak mądrze dbać o jego funkcjonowanie” (wyd. W.A.B.). Śródtytuły i lead pochodzą od redakcji.
