Proveržis sporto moksle: rasta smegenų sritis, kuri lemia, ar tapsime ištvermingesni

Ilgą laiką manyta, kad dažno fizinio krūvio sukelti pokyčiai vyksta daugiausia periferijoje – kauluose, raumenyse ir širdyje. Tačiau JAV mokslininkai, vadovaujami Pensilvanijos universiteto ekspertų, mano, kad esminį vaidmenį kūno prisitaikymui prie didelio fizinio krūvio atlieka smegenys.

Jų tyrimų su pelėmis duomenys leidžia manyti, kad specifiniai centrinės nervų sistemos signalai „padidina fizinę ištvermę ir koordinuoja periferinius medžiagų apykaitos prisitaikymo procesus“.

Eksperimentuose pelės, bėgusios ant bėgimo takelio, pasižymėjo padidėjusiu neuronų aktyvumu ventromedialiniame pagumburyje (VMH). Ši smegenų sritis atsakinga už organizmo energijos sąnaudų ir poreikių pusiausvyrą.

Aktyviausi po fizinio krūvio buvo vadinamieji steroidogeninio faktoriaus 1 (SF1) neuronai. Padidėjęs jų aktyvumas išlikdavo bent valandą po to, kai pelės baigdavo bėgti.

Po trijų savaičių treniruočių – bėgant penkias dienas per savaitę – pelės galėjo bėgti ilgiau ir greičiau, mažiau išsekdamos. Jų SF1 neuronų siunčiami signalai taip pat buvo stipresni nei eksperimento pradžioje.

Ypač svarbu tai, kad blokuojant SF1 neuronų aktyvumą daliai pelių, jų ištvermė negerėjo. Tuo tarpu dirbtinai aktyvinus šiuos neuronus, ištvermės rodikliai pagerėjo.

Visa tai leidžia daryti išvadą, kad SF1 neuronai atlieka itin svarbų vaidmenį reguliuojant organizmo prisitaikymą prie pakartotinio fizinio krūvio ir didinant ištvermės galimybes.

„Kai kilnojame svarmenis, galvojame, kad stipriname tik raumenis“, – sako Pensilvanijos universiteto biologas J. Nicholas Betley. „Pasirodo, kad sportuodami galime stiprinti ir savo smegenis.“

Vis daugėja įrodymų, kad fizinis krūvis daro kur kas platesnį poveikį nei vien tik raumenų stiprinimas ar riebalų deginimas. Trumpi, bet reguliarūs fizinio aktyvumo epizodai gali gerinti smegenų veiklą ir netgi padaryti, kad centrinė nervų sistema atrodytų „jaunesnė“.

Dažnai smegenų pokyčiai dėl fizinio krūvio nagrinėjami atskirai nuo poveikio kūnui, tačiau iš tiesų šių procesų atskirti taip paprasta nėra.

Naujas Betley ir jo kolegų tyrimas papildo vis stiprėjančią idėją, kad fizinis krūvis yra tiltas tarp kūno ir smegenų ir gali būti galinga priemonė gydant psichikos sveikatos sutrikimus, tokius kaip depresija.

„Daugybė žmonių sako, kad po fizinio krūvio jaučiasi aštresnio proto, jų mąstymas tampa aiškesnis“, – teigia Betley. „Todėl norėjome suprasti, kas vyksta smegenyse po fizinio krūvio ir kaip šie pokyčiai veikia bendrą sporto naudą.“

VMH neuronai smegenyse yra žinomi kaip integruojantys iš kūno gaunamą informaciją, pavyzdžiui, apie insulino ar gliukozės lygį, ir pagal tai reguliuojantys energijos sąnaudas. Be šių neuronų pelės nepajėgia tinkamai panaudoti energijos atsargų ar pertvarkyti savo griaučių ir raumenų sistemos fizinio krūvio metu.

Po pakartotinio fizinio krūvio VMH neuronai pelių smegenyse pasižymėjo beveik dvigubai didesniu dendritinių spygliukų tankiu. Šios pirštą primenančios išaugos leidžia neuronams gauti daugiau signalų iš kitų smegenų ląstelių. Tikėtina, kad kuo daugiau informacijos jos gauna, tuo veiksmingiau gali valdyti organizmo energijos balansą.

Dabar būtini tolesni tyrimai su žmonėmis, siekiant išsiaiškinti, ar mūsų rūšies VMH neuronai po fizinio krūvio kinta panašiai.