Упражнения и восстановление мозга

Физическая активность необходима для поддержания здорового образа жизни и связана с уменьшением вероятности многих заболеваний. Все больше данных указывает на пользу физических упражнений для структуры и функций мозга и может даже отсрочить или предотвратить возникновение многих неврологических состояний, включая болезнь Альцгеймера и инсульт.

Физическая активность

Регулярные аэробные упражнения и/или умеренная физическая активность (например, быстрая ходьба) связаны с улучшением общего состояния здоровья по сравнению с теми, кто ведет малоподвижный образ жизни. В сочетании со здоровой сбалансированным питанием физические упражнения способствуют улучшению сердечно-сосудистого, метаболического и иммунного здоровья и, следовательно, связаны с уменьшением вероятности развития сердечно-сосудистых и метаболических заболеваний, таких как сахарный диабет.

Поскольку мозг является высокометаболически активным органом со сложными связями с сердечно-сосудистой системой, любая предрасположенность к системным заболеваниям также оказывает негативное влияние на мозг, например сердечно-сосудистые заболевания и инсульт. Таким образом, пропаганда здорового образа жизни с помощью упражнений также оказывает благотворное влияние на здоровье мозга, усиливая нейроваскулярную, нейроиммунную и нейрометаболическую функции.

Когнитивные функции

Многие исследования показали, что взрослые (особенно старше 65 лет), которые регулярно тренируются или выполняют некоторые виды физической активности (ходьба, работа в саду, плавание и т. д.), как правило, лучше справляются с когнитивными тестами и, как таковые, имеют меньший риск когнитивных нарушений. нарушениями и деменцией по сравнению с теми, кто не занимается регулярно какой-либо формой физической активности. Кроме того, выполнение физической активности и упражнений может улучшить уровень когнитивных и исполнительных функций у пациентов с более ранними стадиями деменции.

Одними из основных нейропротекторных химических веществ, обнаруженных в мозге, являются нейротрофические факторы, которые поддерживают здоровье нейронов и синапсов и могут улучшать когнитивные функции и настроение. Снижение нейротрофических факторов может быть вредным для здоровья нейронов и синаптической пластичности и может быть связано с возникновением нейродегенеративных заболеваний. Даже легкая физическая активность, например, от ходьбы до интенсивных аэробных упражнений, повышает уровень нейротрофических факторов, таких как BDNF, а более высокие уровни из-за более интенсивных упражнений положительно коррелируют с улучшением здоровья и функционирования нервной системы.

Исследования на грызунах дали нам механистическое представление о том, как физические упражнения могут придавать нейропротекторные свойства. Например, один месяц произвольного бега в колесе у мышей уменьшал патологические и поведенческие дефициты, связанные со старением, за счет повышения уровня нейротрофический фактор мозга BDNF, а также усиления нейрогенеза в гиппокампе. Кроме того, произвольный бег в колесе также привел к усилению регуляции фактора роста нервов (NGF), инсулиноподобного фактора роста (IGF-1) и белков плотных соединений в поддержании гематоэнцефалического барьера.

Физические упражнения оказывают прямое влияние не только на уровни BDNF и других нейротрофических факторов, но также повышают уровни p75NTR и CREB, которые участвуют в синаптической пластичности. Улучшение механизмов синаптической пластичности напрямую приводит к улучшению памяти и познания, тогда как нормальное старение подавляет эти механизмы. Кроме того, аэробные упражнения, например беговая дорожка, увеличивают экспрессию pNDMA, PSD 95 и уменьшают повреждение ДНК, что способствует стабилизации и предотвращению снижения когнитивных функций при здоровом старении. Однако важно отметить, что «перетренировка» может привести к негативным последствиям, например, к большему повреждению ДНК.

Вместе они поддерживают сосудистую сеть головного мозга, предотвращая проникновение токсических соединений и хемокинов, которые способствуют нейровоспалению, а также усиливают как нейрональную, так и синаптическую функцию. Кроме того, активация микроглии (иммунных клеток головного мозга) снижалась при физических нагрузках, что защищало ключевые области мозга от повреждения. Интересно, что упражнения на мышах, моделирующих болезнь Альцгеймера, снижают уровень растворимого бета-амилоида за счет увеличения лимфатического клиренса, а также уменьшения патологии белого вещества, что приводит к улучшению когнитивных функций. Эти доклинические данные отражают клинические, описанные ранее, и обеспечивают механизм, с помощью которого физические упражнения могут защитить мозг, а также улучшить его функции даже во время болезни.

Инсульт

Многие из вышеперечисленных результатов не только защищают мозг, но и способны восстанавливать и стабилизировать неврологические повреждения, например, за счет увеличения производства нейротрофических факторов. Таким образом, упражнения на ранних стадиях деменции могут замедлить и даже обратить вспять некоторые повреждения.

В зависимости от тяжести и локализации инсульта могут возникать различные проблемы, в том числе нарушения повседневной активности. Поскольку участки мозга повреждены, важно как можно скорее реабилитировать и устранить некоторые обратимые повреждения для лучшего прогноза. Было показано, что аэробные упражнения уменьшают размер поражения (объем) и защищают окружающие его ткани от окислительного повреждения и воспаления в дополнение к усилению нейрогенеза в краткосрочной перспективе. Этого можно достичь умеренными форсированными упражнениями по 10 минут в день 5-7 раз в неделю, начатыми в течение 48 часов после инсульта. Чем раньше, тем лучше, когда речь идет о принудительных упражнениях в краткосрочной перспективе. Чем выше интенсивность упражнений, тем лучше восстановление и выше уровень ангиогенеза в области вокруг поражения, что способствует восстановлению.

Таким образом, физические упражнения оказывают глубокое нейропротекторное действие на мозг, а регулярные физические упражнения (особенно аэробные) могут не только улучшить работу мозга и улучшить когнитивные функции и настроение, но также отсрочить, улучшить или предотвратить возникновение неврологических расстройств, таких как инсульт и деменция. Кроме того, было показано, что выполнение регулярных физических упражнений на более ранних стадиях заболевания улучшает патологические и клинические результаты.

Источники

• Vechio et al, 2018. The Neuroprotective Effects of Exercise: Maintaining a Healthy Brain Throughout Aging. Brain Plast. 4(1):17-52. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30564545/
• Liegro et al, 2019. Physical Activity and Brain Health. Genes (Basel). 10(9):720. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31533339/
• Vilela et al, 2020. The role of exercise in brain DNA damage. Neural Regen Res. 15(11):1981-1985. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32394945/
• Lin et al, 2018. Physical Exercise Enhances Neuroplasticity and Delays Alzheimer’s Disease. Brain Plast. 4(1):95-110. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30564549/
• Austin et al, 2014. Aerobic exercise effects on neuroprotection and brain repair following stroke: a systematic review and perspective. Neurosci Res. 87:8-15. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24997243/