Uprawiając sport możemy nie tylko poprawić wydolność, zbudować mięśnie czy wymulić ciało, ale co istotne - wesprzeć pracę układu nerwowego.
Kluczowym graczem jest BDNF – neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego. Wspólnie z innymi białkami, takimi jak czynnik wzrostu i różnicowania nerwów NGF oraz neurotrofinami (białkami wspierającymi tworzenie się synaps) umożliwia prawidłowe funkcjonowanie neuronów. Nazywany jest czynnikiem troficznym, co w dużym uproszczeniu oznacza, że odżywia mózg i umożliwia jego prawidłową pracę.
Czynnik BDNF oprócz układu nerwowego zlokalizowany jest również w sercu, mięśniach szkieletowych, komórkach mięśni gładkich, płucach, płytkach krwi i fibroblastach. Przyczynia się do rozwoju komórek macierzystych (to z nich powstają później docelowe komórki ciała) i ich przekształcania w swoje ostateczne formy.
Wśród jego głównych funkcji można wymienić kontrolę rozwoju neuronów i gleju, neuroprotekcję i modulację zarówno krótko-, jak i długotrwałych interakcji synaptycznych, które są kluczowe dla funkcji poznawczych i pamięci.
Badania nad BDNF dały początek poszukiwaniu molekularnych zmian łączących pracę mięśni z komórkami nerwowymi, które powstają w odpowiedzi na aktywność fizyczną.
Naukowcy zauważyli, że myszy zmuszone do aktywności fizycznej (biegania po kole) mają znacznie wyższy poziom tego białka w swoim hipokampie. Jak to w badaniach na zwierzętach bywa – ich układ nerwowy poddano następnie uszkodzeniom, a późniejsze obserwacje potwierdziły hipotezę mówiącą o tym, że mózgi ruszających się gryzoni są znacznie bardziej odporne na uszkodzenia i zwyrodnienie. Wszystko za sprawą wsparcia wzrostu, regeneracji i przeżycia neuronów przez wspomniany BDNF.
Nieustannie trwają dywagacje o najkorzystniejszą dla mózgu formę aktywności, jej czas i intensywność. Biorąc chociażby pod uwagę ogromną różnorodność pomiędzy ludźmi, stan ich zdrowia i oddziaływanie setek zmiennych, w tej materii jeszcze wiele zostaje do zbadania.
Poruszając temat BDNF, nie można nie wspomnieć o tak istotnym procesie jak powstawanie nowych neuronów, czyli neurogenezie. Jest to jedno z najintensywniej badanych zjawisk dzisiejszej neuronauki, a opisywany czynnik wzrostowy jest jego kluczowym elementem. Dziś wiemy już (jeszcze do niedawna sądzono, że komórki nerwowe powstają raz – dzielą się raz i to koniec), że mózg dorosłych ssaków, w tym ludzki, ma zdolność do tworzenia nowych komórek nerwowych. Neurogeneza jest jednak ograniczona wiekiem organizmu i zachodzi tylko w niewielu regionach mózgu przylegających do komory bocznej oraz w hipokampie. W wielu badaniach przeprowadzonych z udziałem szczurów i myszy wykazano, że wysiłek fizyczny istotnie sprzyja namnażaniu (proliferacji) neuronów we wspomnianych regionach mózgu. Nie bez powodu lata 90 ubiegłego wieku nazywane są dekadą mózgu. Odkrycie nowopowstających neuronów było przełomem w neurobiologii.
Neurolodzy wykazali, że bieganie stymuluje mózg do wytwarzania istoty szarej, co zwiększa zdolności poznawcze. Zaledwie parę dni joggingu skutkowało pojawieniem się setek tysięcy nowych neuronów. Wszystko wskazuje na to, że nie tylko bieganie, ale również inne ćwiczenia dotleniające pozwalają spowolnić związane z wiekiem pogorszenie funkcjonowania poznawczego. Przypuszcza się, że ćwiczenia mają związek ze zwiększonym dopływem krwi do mózgu lub wyższym stężeniem hormonów wydzielanych na skutek aktywności fizycznej. Ruch redukuje również stres, hamujący neurogenezę za pośrednictwem kortyzolu. Aktywność fizyczna wpływa na wzrost tempa podziałów komórkowych, zwiększa liczbę komórek powstałych w hipokampie oraz ich czas przeżycia.
Mawia się, że zmęczone ciało to lżejsza, wypoczęta, szczęśliwa głowa. No i zdrowy mózg.
Autorzy
Dominika Cejba
Dla zainteresowanych, chcących więcej poczytać o neurobiologii:
Bibliografia:
Latacz, A., Neurogeneza w dorosłym mózgu, Wszechświat, nr 1-3, 2014
Konturek, S., Fizjologia człowieka, Urban&Partner, 2007
Lu B, Figurov A. Role of neurotrophins in synapse development and plasticity. Rev Neurosci 1997; 8: 1–12,
Liu PZ, Nusslock R. Exercise-Mediated Neurogenesis in the Hippocampus via BDNF. Front Neurosci. 2018;12:52. Published 2018 Feb.
Rozmowa z dr Joanna Podgórską
Red. Moryś, J. I in., Neuroanatomia, Elsevier U&P, 2007