Noi indicii scot la iveală de ce exercițiile fizice pot menține creierul sănătos

Alexandra Curtache / 07 iun, 12:13
Noi indicii scot la iveală de ce exercițiile fizice pot menține creierul sănătos / Foto: Unsplash
Noi indicii scot la iveală de ce exercițiile fizice pot menține creierul sănătos / Foto: Unsplash

Oamenii de știință învață cum mușchii în mișcare pot îmbunătăți cogniția și pot proteja împotriva unor boli precum Alzheimer, deschizând calea pentru noi tratamente.

În plină perioadă de studii postuniversitare la Universitatea din Chicago, Constanza Cortes Rodriguez își amintește că se simțea epuizată. "Nimic nu funcționa în laborator și eram foarte stresată", spune Rodriguez. Atunci s-a alăturat Asociației de Dans Latin și Ballroom a școlii și s-a îndrăgostit de salsa și bachata. În curând s-a trezit exersând nouă sau mai multe ore pe săptămână, executând impecabil mișcări pe tocuri de 10 cm.

Dansul îi răpea ore din timpul cercetării, însă Rodriguez, care acum este neurobiolog la Universitatea din Alabama, și-a dat seama rapid că acest lucru o făcea un cercetător mai bun. "Timpul pe care îl petreceam în laborator era mult mai eficient; simțeam că gândesc diferit și că îmi amintesc mai bine lucrurile", conform National Geographic.

 

2. Noi indici... (sport-1.jpg)

Experiența ei ilustrează o tendință emergentă în înțelegerea noastră privind sănătatea cognitivă: Moleculele produse de mușchii în mișcare pot influența structura și sănătatea creierului. Oamenii de știință obișnuiau să creadă că creierul controla corpul și, în timp ce corpul transmitea semnale de senzație înapoi la creier, creierul era izolat și responsabil. Dar cercetările din ultimii ani au răsturnat această noțiune.

Datele arată cu adevărat că creierul nu este acest organ unidirecțional care domină restul corpului, spune Christoph Handschin, cercetător în domeniul mușchilor și profesor de farmacologie la Universitatea din Basel, Elveția. "Mai degrabă, există o interacțiune reciprocă între aceste sisteme". Aceste dovezi emergente au implicații mari în ceea ce privește modul în care exercițiile fizice pot afecta sănătatea cognitivă.

"Încă zgâriem suprafața, dar este super interesant faptul că acum putem aborda unele dintre legăturile epidemiologice observate de mult timp între activitate, sănătatea creierului, bolile neurodegenerative, depresia și tulburările de dispoziție, care până acum nu au fost înțelese deloc", spune Handschin.

 

Cercetătorii sunt dornici să afle exact cum și de ce exercițiile fizice îmbunătățesc funcția creierului

 

Saul Villeda, cercetător în neuroștiințe la Universitatea California, San Francisco, care studiază modul în care factorii din sânge întineresc creierul, este de acord. "Corpul unei persoane de 20 de ani este în mod inerent diferit de corpul unei persoane de 70 de ani. Și, cumva, ceva legat de exercițiile fizice poate provoca un beneficiu în toate aceste contexte". Cheia, spune Villeda, este că impactul exercițiilor fizice asupra creierului este multifactorial - activitatea pare să crească capacitatea creierului de a regenera neuronii, de a calma inflamația și de a îmbunătăți comunicarea între neuroni.

Persoanele de 60, 70 și 80 de ani recunosc deja că exercițiile fizice regulate sunt esențiale pentru a rămâne ageri și independenți din punct de vedere mental, potrivit studiului "A doua jumătate a vieții", realizat în comun de AARP și National Geographic. În cadrul unui sondaj online și telefonic efectuat pe 2.580 de adulți cu vârste de 18 ani și peste, persoanele din aceste categorii de vârstă au raportat o mai mare apreciere a valorii exercițiilor fizice în comparație cu persoanele de 30, 40 și 50 de ani. Respondenții au raportat, de asemenea, că sănătatea creierului este în mod constant o preocupare de top pentru persoanele de toate vârstele.

Cercetătorii sunt acum dornici să afle exact cum și de ce exercițiile fizice îmbunătățesc funcția creierului pentru a dezvolta recomandări și tratamente mai bune.

"Scopul final ar fi să dezvoltăm un medicament care să poată imita efectele exercițiilor fizice în creier", spune Rodriguez. Acest lucru devine deosebit de important în cazul populațiilor care nu se pot urca pur și simplu pe o bandă de alergare, cum ar fi persoanele cu probleme de mobilitate sau cu fragilitate.

 

Beneficiile cerebrale ale unei bune forme fizice

 

Cercetări de zeci de ani leagă activitatea fizică și exercițiile fizice de schimbări pozitive în creier într-o varietate de contexte.

La copii, de exemplu, activitatea fizică este asociată cu o performanță cognitivă mai bună, măsurată prin testele IQ și prin rezultatele școlare. Studiile epidemiologice efectuate pe adulți în vârstă arată că exercițiile fizice regulate reduc riscul de a dezvolta Alzheimer.

Iar studiile imagistice au confirmat faptul că volumul hipocampusului - o regiune a creierului importantă pentru învățare și memorie - este mai mare la persoanele care au o condiție fizică mai bună din punct de vedere aerob în comparație cu colegii lor sedentari. Acești subiecți, care aveau vârste cuprinse între 59 și 81 de ani, au avut, de asemenea, performanțe bune la sarcinile de memorie spațială.

Mai mult, exercițiile fizice îi ajută pe pacienții ale căror funcții cerebrale au început deja să se clatine; ele stârnesc îmbunătățiri în ceea ce privește învățarea, atenția și memoria la persoanele cu boala Alzheimer în stadiu incipient, schizofrenie sau leziuni cerebrale. Psihologii au observat beneficiile exercițiilor fizice și pentru pacienții lor.

"Exercițiile fizice pot ameliora simptomele anxietății și depresiei în moduri destul de semnificative", spune Juli Fraga, psiholog din San Francisco. "Este atât de benefic încât psihoterapeuții îl prescriu adesea pacienților lor, iar unii chiar oferă terapie de mers și vorbit."

În ciuda dovezilor tot mai numeroase privind beneficiile exercițiilor fizice asupra creierului, o explicație pentru mecanismele din spatele lor a scăpat cercetătorilor. Dar, pe măsură ce oamenii de știință învață mai multe despre ceea ce se întâmplă cu creierul pe măsură ce îmbătrânește sau atunci când creierul se întoarce împotriva lui însuși în chinurile bolilor neurodegenerative, apar unele teorii interesante despre modul în care exercițiile fizice influențează acest organ vital.

 

Primele indicii despre mușchii care afectează creierul

 

Înțelegerea modului în care exercițiile fizice generează molecule care aduc beneficii directe creierului în curs de îmbătrânire a început în urmă cu 25 de ani, odată cu publicarea unei perechi de lucrări de către Henriette van Praag, doctorandă la Salk Institute for Biological Studies din California. Aceste lucrări au examinat creierele șoarecilor adulți care au petrecut timp pe o roată de alergare față de cei care nu au făcut-o. Datele au arătat, pentru prima dată la mamifere, că exercițiul fizic a indus nașterea de noi neuroni, sau neurogeneză, în creierul șoarecilor adulți. Aceste schimbări au fost însoțite de îmbunătățiri ale memoriei spațiale și ale învățării.

Van Praag, care este în prezent profesor asociat la Stiles-Nicholson Brain Institute de la Florida Atlantic University, spune că a existat o oarecare serendipitate în această descoperire. Într-un studiu anterior, cercetătorii observaseră semne că o anumită componentă a unui mediu îmbogățit - în care șoarecii aveau acces la diverși stimuli, cum ar fi locuri unde să se ascundă sau jucării - a generat neuroni noi. Așa că și-a propus să găsească factorul critic. "Alergarea a fost de fapt doar unul dintre controalele din studiul meu", spune ea râzând.

"Lucrarea lui Van Praag este fundamentală în ceea ce privește legătura dintre alergare și neurogeneză și îmbunătățirea funcției cerebrale - importantă nu numai pentru comunitatea de neurobiologie, ci și pentru a deschide calea pentru cercetătorii din domeniul exercițiilor fizice și al mușchilor de a studia interacțiunea dintre antrenament, mușchi și creier", spune Handschin.

 

3. Noi indici... (sport-2.jpg)

 

În 2002, Bruce Spiegelman, un biolog celular de la Dana-Farber Cancer Institute și Harvard Medical School, studia o proteină numită PCG1-alfa, care reglează metabolismul organismului prin activarea și dezactivarea genelor. El a descoperit că sporirea cantității acestei proteine la șoareci a făcut ca mușchii acestora să devină mai puternici, mai roșii și să fie plini de mai multe vase de sânge - era ca și cum animalele s-ar fi antrenat din greu la sală fără să fi pus vreodată piciorul pe o bandă de alergare.

În această perioadă, oamenii de știință începuseră să realizeze că mușchii în mișcare produc hormoni și alte molecule - numite miocine - care sunt eliberate în sânge și aduc beneficii organelor îndepărtate. Așa că descoperirea PGC1-alfa l-a determinat pe Spiegelman să se întrebe: Dacă această proteină face ca mușchii să arate ca și cum ar fi fost exersați, atunci "poate că va determina mușchii să secrete lucruri care sunt produse în timpul exercițiilor fizice". El ar putea apoi să folosească proteina pentru a-l ajuta să găsească moleculele responsabile pentru schimbările valoroase în metabolism și funcția imunitară pe care le precipită exercițiul fizic.

Vânătoarea a culminat în 2012, când Spiegelman și colegii săi au descoperit irisina, o miokină eliberată de mușchii exersați. Ei și-au dat seama că irisina transformă grăsimea albă în grăsime bej. Deoarece grăsimea bej arde caloriile - spre deosebire de grăsimea albă, care le stochează - Spiegelman a crezut că irisin ar putea fi cheia pentru modul în care exercițiul fizic combate obezitatea și diabetul.

Mai multe piese ale puzzle-ului s-au pus la locul lor în anul următor, când Christiane Wrann, pe atunci cercetător postdoctoral care lucra cu Spiegelman, a arătat că mușchii "vorbesc" cu creierul în timpul exercițiilor fizice. Atunci când celulele musculare produc irisină, aceasta stimulează nivelurile unei alte proteine numite factor neurotrofic derivat din creier (BDNF) în hipocampus, una dintre primele regiuni ale creierului care se modifică în cazul bolilor neurodegenerative. Acolo, BDNF promovează sănătatea și creșterea sinapselor și a neuronilor, ajutându-i să se maturizeze și îmbunătățind plasticitatea sinaptică.

 

4. Noi indici... (sport-3.jpg)

 

Chiar anul trecut, Wrann, în prezent cercetător în neuroștiințe la Massachusetts General Hospital și Harvard Medical School, a testat rolul irisinei în exercițiile fizice și în funcția cognitivă. Echipa sa a comparat șoareci care au fost modificați genetic pentru a nu avea irisină cu șoareci de control care încă puteau produce molecula. După exerciții fizice, șoarecii de control au avut performanțe mai bune la o sarcină care se bazează pe memoria spațială și pe învățare. Șoarecii cu deficit de irisină nu au prezentat aceeași îmbunătățire, sugerând că irisina este cea care promovează aceste abilități cognitive.

Când echipa lui Wrann a examinat creierul șoarecilor, a văzut că ambele grupuri de șoareci au produs neuroni ca răspuns la exerciții, dar noii neuroni la șoarecii cu deficit de irisină erau anormali, afectând capacitatea lor de a forma conexiuni. Atunci când gena care produce irisina a fost adăugată din nou în creierul șoarecilor lipsiți de proteină, șoarecilor le-a fost mai ușor să distingă între două modele similare, o abilitate pe care oamenii o consideră utilă pentru a localiza o mașină într-o parcare, de exemplu.

 

Exercițiul fizic și bolile neurodegenerative

 

Echipa lui Wrann a descoperit, de asemenea, că irisina pare să joace un rol în protejarea împotriva neurodegenerării. Cercetătorii au crescut șoareci cărora le lipsea irisina și care prezentau simptome asemănătoare bolii Alzheimer. Acești șoareci dublu afectați au prezentat simptome mai repede decât șoarecii care aveau doar boala asemănătoare cu Alzheimer și au prezentat îmbunătățiri cognitive atunci când producția de irisină a fost restabilită.

Wrann bănuiește că una dintre modalitățile prin care irisina ajută este că reduce inflamația cauzată de disfuncțiile sistemului imunitar al creierului. Acest sistem este alcătuit în principal din celule numite microglia și astrocite, care au în mod normal sarcina de a reduce infecțiile cerebrale și de a curăța resturile după o leziune. Pe măsură ce mamiferele îmbătrânesc, însă, aceste celule pot rămâne active după ce pericolul acut a trecut și interferează cu funcția neuronală, mai întâi prin distrugerea conexiunilor dintre neuroni și apoi prin uciderea celulelor însele.

 

5. Noi indici... (sport-4.jpg)

 

Această activitate provoacă o inflamație cronică a creierului care a fost implicată în multe boli neurodegenerative, inclusiv Alzheimer și Parkinson. Dar șoarecii de laborator tratați cu irisină au avut mai puțină inflamație în hipocampusul lor, iar microglia și astrocitele lor s-au micșorat, sugerând că irisina a ajutat la limitarea răspunsului imunitar nebunesc.

Deci, se aplică aceste rezultate la oameni? Poate, conform lucrărilor preliminare efectuate în laboratorul lui Wrann și de alte echipe. Irisina are o structură moleculară identică la șoareci și la oameni, spune ea, ceea ce sugerează că îndeplinește funcții similare la ambele specii.

Rezultatele au implicații interesante pentru beneficiile neurologice ale exercițiilor fizice, deoarece studiile arată niveluri ridicate de irisină în sângele oamenilor după un antrenament. Pe de altă parte, analizele post-mortem ale creierelor pacienților cu Alzheimer relevă o reducere de 70% a moleculei precursoare a irisinei în comparație cu controalele de aceeași vârstă, ceea ce sugerează că irisina ar putea fi neuroprotectoare.

Din punct de vedere terapeutic, "irisina este cu siguranță promițătoare", spune Handschin, "mai ales având în vedere datele privind efectul său în creier". Dar el avertizează că irisina nu a trecut încă de mănunchiul de teste care mărginesc drumul spre dezvoltarea medicamentelor. "Rămâne de văzut dacă acest lucru se dovedește la pacienții umani".

 

Depresia, anxietatea și tulburările de dispoziție

 

Handschin este personal interesat de interacțiunile dintre mușchi, exerciții fizice, starea de spirit și motivație. Într-o lucrare încă nepublicată, grupul său a examinat efectul pe care anumite molecule produse de mușchii exersați îl au asupra dorinței șoarecilor de a alerga pe o roată de alergare. Animalele cărora le lipsesc acești factori sunt capabile să alerge, dar aleg să nu o facă - un comportament atipic pentru șoareci, care de obicei aleargă până la șase mile pe zi.

"Trebuie să existe ceva în mușchi care trimite semnale înapoi la creier și care reduce cumva acest impuls de a alerga de dragul alergării", spune Handschin.

Promisiunea acestui domeniu pentru tratamentul tulburărilor de dispoziție - în special a depresiei severe - îl interesează, de asemenea, pe Spiegelman, care o numește una dintre marile nevoi nesatisfăcute ale medicinei. "Depresia severă este cauza numărul unu a sinuciderilor și este deosebit de răspândită în special la tineri", spune el. În prezent, el și colegii săi evaluează impactul irisinei asupra depresiei induse de anxietate în modele experimentale cu șoareci.

Iar conversația creierului în timpul exercițiilor fizice nu se limitează la mușchi. Interacțiunea sa cu moleculele - în cea mai mare parte proteine - secretate de ficat, grăsime și oase remodelează creierul pentru a ne ascuți gândirea, pentru a ne feri de depresie și multe altele.

Cu candidați farmacologici viabili precum irisina și alții la orizont, Rodriguez de la Universitatea din Alabama crede că "suntem în pragul unei mari epoci de descoperiri care se vor traduce în sfârșit în clinică".

 

6. Noi indici... (sport-6.jpg)

 

Dar explozia de cercetări în domeniul interacțiunii dintre mușchi și creier oferă atât recompense, cât și provocări, avertizează Karina Alviña, profesor asistent de neuroștiințe la Colegiul de Medicină al Universității din Florida. Moleculele ieșite în evidență afectează mai multe sisteme în mai multe moduri, ceea ce înseamnă că potențialul lor de acoperire este uriaș, dar descâlcirea diverselor lor dependențe poate fi o bătaie de cap. Proiectarea unui medicament care să nu aibă consecințe nedorite va fi o mare provocare, spune ea.

Cu toate acestea, Alviña găsește o oarecare speranță în cercetările pe care ea și alții le efectuează, deoarece sugerează că "mediul și alegerile noastre privind stilul de viață pot avea un efect important asupra modului în care îmbătrânim", spune Alviña. Asta înseamnă că stă în puterea noastră să îmbătrânim într-un mod mai sănătos și să ne menținem o calitate mai bună a vieții pentru mai mult timp.

"Așa că, dacă ar trebui să spun un singur lucru, acesta ar fi: Păstrați-vă activi - chiar dacă este vorba de a merge câteva minute pe zi. Dacă puteți, atunci faceți asta".

Google News icon  Fiți la curent cu ultimele noutăți. Urmăriți StiriDiaspora și pe Google News


Get it on App Store Get it on Google Play

  TOP STIRI CELE MAI

  Flux de stiri

Vezi cele mai noi stiri

Iti place noua modalitate de votare pe stiridiaspora.ro?
Contact | Politica de confidențialitate | Politica cookies |

Vezi versiune mobil
Vezi versiune tabletă
Vezi versiune desktop

cloudnxt1
YesMy - smt4.1.0