Wiele badań wykazało, że ćwiczenia wpływają na plastyczność mózgu i nasze zdolności poznawcze. Badania przeprowadzone na poziomie molekularnym i epigenetycznym potwierdziły, że aktywność fizyczna powoduje zmiany strukturalne i funkcjonalne w mózgu, identyfikując ogromne korzyści biologiczne i psychiczne.
Umiarkowane ćwiczenia są dobre dla umysłu, poprawiają pamięć i funkcje poznawcze, opóźniając jednocześnie spadek funkcji związanych ze starzeniem się.
Co więcej, podczas testów stwierdzono, że osoby regularnie uprawiające sport i fitness są mniej podatne na depresję i lęk niż osoby, które tego nie robią.
Efekty strukturalne i funkcjonalne
Według raportów z badań zmiany strukturalne w ludzkim mózgu charakteryzowały się zwiększeniem objętości istoty szarej w obszarach czołowych i hipokampowych. Inne badania wykazały podwyższony poziom czynników neurotropowych mózgu (BDNF). BDNF jest białkiem, które pomaga w produkcji nowych komórek mózgowych i ochronie istniejących komórek. Ponadto ćwiczenia zwiększają przepływ krwi i poprawiają metabolizm glukozy i lipidów, które służą jako pokarm dla mózgu.
Pojęcie rezerw mózgowych
Jest to mechanizm, który może wyjaśnić, dlaczego zmiany neurodegeneracyjne, pomimo ich podobieństwa w naturze i stopniu, różnią się u ludzi pod względem stopnia starzenia się poznawczego i demencji.
Istnieją dwa rodzaje uznanych rezerw - mózgowe i poznawcze. Rezerwa mózgowa związana jest z obroną cech anatomicznych, takich jak rozmiar mózgu, gęstość neuronów i łączność synaps. Rezerwa poznawcza opiera się na skuteczności komunikacji między obwodami neuronowymi.
Zgodnie z tą koncepcją i wszystkimi dowodami można stwierdzić, że ćwiczenia są czynnikiem środowiskowym, który pozwala na pozyskiwanie rezerw, które pomagają chronić i utrzymywać funkcje poznawcze w starszym wieku.
Mechanizm epigenetyczny
Epigenetyka wyjaśnia, w jaki sposób geny oddziałują ze środowiskiem, tworząc fenotyp. Wykazano, że niektóre procesy molekularne leżące u podstaw mechanizmów epigenetycznych są zaangażowane w utrzymanie zdrowia mózgu.
Metylacja DNA
Jest to proces dodawania grup metylowych do cząsteczki DNA. Odgrywa to kluczową rolę w pamięci długoterminowej. Metylacja DNA wpływa na ekspresję genów poprzez tłumienie transkrypcji genów. Kilka badań wykazało, że ćwiczenia mogą koordynować działania genów zaangażowanych w procesy konsolidacji.
Modyfikacje histonów
Modyfikacje histonu to zmiany chemiczne w białkach histonowych (takie jak metylacja, acetylacja), które zachodzą po procesie translacji. Badania pokazują, że acetylacja histonów jest warunkiem długotrwałej pamięci.
Istnieją specyficzne enzymy biorące udział w tych zmianach, które regulują ekspresję genów. Wykazano, że cztery tygodnie regularnych ćwiczeń powodują wzrost aktywności enzymów zaangażowanych w acetylację i deacetylację histonów, co determinuje wzrost ekspresji BDNF.
Mikro RNA
Mikro RNA to małe jednoniciowe RNA, które mogą hamować ekspresję niektórych genów.Są zaangażowani w podział komórek, różnicowanie, plastyczność synaptyczną i konsolidację pamięci w mózgu. Ostatnie badania wykazały, że ćwiczenia fizyczne mogą zmniejszyć szkodliwe skutki urazowego uszkodzenia mózgu i starzenia się na funkcje poznawcze poprzez regulację ekspresji określonych mikro-RNA.
Uwalnianie białka katepsyny B.
Naukowcy z National Institute of Aging przeprowadzili badanie z udziałem 40 zdrowych młodych ludzi w wieku od 19 do 34 lat. Poziomy białka katepsyny B porównywano u osób po czterech miesiącach ćwiczeń z tymi, które nie ćwiczyły. Znaczący wzrost poziomu białka katepsyny zaobserwowano u osób, które regularnie ćwiczyły. Naukowcy odkryli związek między wzrostem poziomu katepsyny B a zdolnością uczestników do zapamiętywania i dokładnego rysowania złożonego zestawu linii i kształtów geometrycznych, który jest często wykorzystywany do oceny pamięci wzrokowej.
Redukcja stresu oksydacyjnego
Udowodniono, że osoby z depresją lub chorobą afektywną dwubiegunową miały nietypowy stres oksydacyjny. Ćwiczenia, szczególnie o wysokiej intensywności, zmniejszają stres oksydacyjny i poprawiają nastrój.
Jakie ćwiczenia są dobre dla zdrowia mózgu?
Ćwiczenia aerobowe i beztlenowe mają różny wpływ na funkcje poznawcze. Podczas ćwiczeń aerobowych potrzebna jest wystarczająca ilość tlenu, aby ukończyć ćwiczenie bez użycia dodatkowej energii z innych źródeł, takich jak mięśnie. Tutaj ATP jest syntetyzowany w sposób ciągły przy użyciu mechanizmów aerobowych, regulujących intensywność ćwiczeń (od niskiego do wysokiego), czas trwania i dostępność tlenu. Przykładami ćwiczeń aerobowych są jogging, jazda na rowerze, machanie prasą, wirowanie i taniec.
Przeciwnie, podczas ćwiczeń beztlenowych zużycie tlenu nie wystarcza, aby zaspokoić zapotrzebowanie energetyczne mięśni, więc ciało zaczyna wykorzystywać rezerwy ATP mięśni i wytwarza ATP z mechanizmu beztlenowego, jakim jest kwas mlekowy. Przykładami ćwiczeń beztlenowych są podnoszenie ciężarów lub bieganie na 100 metrach.
Powodzenie programów ćwiczeń zależy od kilku czynników, takich jak intensywność, częstotliwość, czas trwania oraz od tego, czy ćwiczenie jest wykonywane indywidualnie, czy w grupie.
Korzyści z ćwiczeń aerobowych
Regularne ćwiczenia aerobowe są związane ze zmianami neuroplastycznymi, poprawą funkcji poznawczych i samopoczucia. Udowodniono również, że indywidualne ćwiczenia aerobowe poprawiają funkcje poznawcze, ale ich efekt zwykle nie jest duży. Ćwiczenia fizyczne o średniej intensywności poprawiają nastrój i ogólne samopoczucie u osób z poważną depresją, zwiększają pamięć roboczą i funkcje poznawcze.
Wysoka intensywność ćwiczeń u osób starszych zapewnia ogromne korzyści dla funkcji poznawczych.
Ćwiczenia beztlenowe
Joga i inne ćwiczenia beztlenowe, w których rytmiczne oddychanie brzucha, powtarzające się ruchy i brak względnej konkurencji, zapewniają pozytywne zmiany nastroju.
Wniosek
Nie ma wątpliwości, że ćwiczenia są ważne dla zdrowia ciała i mózgu. Należy jednak zauważyć, że zajęcia powinny być dostosowane do konkretnej osoby. Nadmierne ćwiczenia przyniosą raczej szkody niż korzyści, jeśli nie sprawią przyjemności.