Nowe badania opublikowane przez naukowców z Uniwersytetu w Pensylwanii sugerują, że mózg odgrywa znacznie ważniejszą rolę w rozwoju wytrzymałości fizycznej, niż wcześniej sądzono. Badanie przeprowadzone na myszach wykazało, że specyficzna aktywność nerwowa w podwzgórzu brzuszno-przyśrodkowym (VMH) poprawia wyniki sportowe i koordynuje adaptacje metaboliczne w całym organizmie.
Tradycyjny wygląd a nowe dane
Przez wiele lat uważano, że poprawa wytrzymałości wynika przede wszystkim ze zmian fizjologicznych w mięśniach, kościach i układzie sercowo-naczyniowym. Jednak nowa praca podważa to założenie. Mózg nie tylko reaguje na ćwiczenia — on aktywnie buduje wytrzymałość. Jest to zasadnicza zmiana w naszym rozumieniu reakcji organizmu na aktywność fizyczną. Bez tego składnika neuronowego adaptacje obwodowe są niewystarczające, aby uwolnić prawdziwy potencjał wytrzymałościowy.
Kluczowe wnioski: neurony SF1 i zwiększona wytrzymałość
Badanie skupiało się na neuronach czynnika steroidowego-1 (SF1) zlokalizowanych w VMH. Neurony te wykazały zwiększoną aktywność u myszy po wielokrotnym treningu na bieżni. W szczególności:
- Już po jednej sesji treningowej aktywność neuronów SF1 pozostawała podwyższona przez co najmniej godzinę.
- Po trzech tygodniach konsekwentnego treningu (pięć dni w tygodniu) myszy ze zwiększoną sygnalizacją neuronów SF1 wykazały znacznie lepszą wytrzymałość. Biegli dłużej i szybciej, przy mniejszym zmęczeniu.
- Blokowanie aktywności neuronów SF1 zapobiegło poprawie wytrzymałości, a sztuczne jej stymulowanie poprawiło wyniki.
Wskazuje to na bezpośredni związek przyczynowo-skutkowy pomiędzy aktywnością neuronów SF1 a zdolnością organizmu do przystosowania się do wysiłku fizycznego. Mózg wydaje się nie tylko obserwować postęp organizmu – aktywnie nim steruje.
Ponowne okablowanie mózgu: kolce dendrytyczne i równowaga energetyczna
Naukowcy zaobserwowali także zmiany strukturalne w samych neuronach VMH. Po wielokrotnym treningu neurony te rozwinęły gęstość prawie dwukrotnie większą niż kolce dendrytyczne – maleńkie wypustki odbierające sygnały z innych komórek mózgowych.
„Kiedy podnosimy ciężary, wydaje nam się, że po prostu budujemy mięśnie” – wyjaśnia biolog J. Nicholas Betley. „Okazuje się, że możemy rozwijać mózg, gdy ćwiczymy”.
Wzrost gęstości kręgosłupa sugeruje, że neurony VMH stają się skuteczniejsze w integrowaniu informacji o wydatku energetycznym, poziomie glukozy i innych sygnałach życiowych. Mózg zasadniczo przebudowuje się, aby lepiej regulować równowagę energetyczną organizmu podczas aktywności fizycznej.
Konsekwencje dla zdrowia ludzkiego i dobrostanu psychicznego
Chociaż badanie przeprowadzono na myszach, jego ustalenia mają istotne implikacje dla zdrowia ludzkiego. VMH odgrywa podobną rolę w regulacji energii u ludzi, a przyszłe badania sprawdzą, czy podobne adaptacje nerwowe zachodzą u ludzi po ćwiczeniach.
Badanie to sugeruje również potencjalnie silny związek między aktywnością fizyczną a zdrowiem psychicznym. Wiadomo, że ćwiczenia łagodzą objawy depresji i poprawiają funkcje poznawcze. Rozumiejąc, w jaki sposób ćwiczenia zmieniają połączenia w mózgu, możemy odkryć nowe metody leczenia zaburzeń zdrowia psychicznego. Połączenie mózg-ciało to nie tylko metafora – to rzeczywistość biologiczna wymagająca dalszych badań.
