Fysisk trening stimulerer hjernens funksjon gjennom sin effekt på musklene

Trening spiller en viktig rolle i hjernens helse ved å utløse frigjøring av molekyler knyttet til kognitiv funksjon fra muskler, har en ny studie funnet.

En studie publisert i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences viser at når nerver som stimulerer muskler aktiveres, sender de også signaler til hjernen, og frigjør bioaktive molekyler og nanopartikler som forbedrer hjernefunksjonen.

Funnene fremhever viktigheten av å opprettholde muskel- og skjeletthelse, ikke bare for kardiovaskulær helse eller mobilitet, men også for å motvirke nevrodegenerasjon, sa Hyunjun Kong, PhD, professor ved institutt for kjemisk og biomolekylærteknikk ved University of Illinois i Urbana-Champaign og medforfatter av studien.

Han forklarte at: «Det er avgjørende å opprettholde neuronal innervasjon for at musklene skal kunne produsere biologiske faktorer som er gunstige for hjernen. Med regelmessige muskelkontraksjoner frigjør ikke bare musklene disse gunstige faktorene, men de bidrar også til å opprettholde innervasjonen som er nødvendig for å sikre at nervene fortsetter å sende signaler til musklene. Disse signalene er nødvendige for å regulere frigjøringen av nevrotrofiske faktorer til hjernen.»

Studien stimulerte muskler med glutamat for å se hvordan nervefunksjonen reagerte. Forskerne brukte modeller av muskelvev, ett innervert og ett ikke-innervert, og fant ut at det innerverte vevet sendte flere signaler til hjernen.

Fordi noe av nervecellenes funksjon i muskler kan avta med alder eller skade, var forskerne interessert i hvordan dette tapet ville påvirke hjernens helse.

Hvordan påvirker trening hjernefunksjonen?

I denne studien observerte ikke forskerne folk som trente. I stedet studerte de modeller av muskelvev, noe som betyr at det var umulig å trekke direkte konklusjoner om spesifikke former for trening og deres effekter på hjernens helse.

Kong sa at tidligere studier på trening og hjernehelse har vist en direkte sammenheng mellom størrelsen på hippocampus og regelmessig fysisk aktivitet. Men i denne nye studien har forskerne sett på nervesystemet og muskel- og skjelettfunksjonen for å bedre forstå samspillet mellom hjernen og kroppen.

«Studien vår beviste ikke hvordan trening direkte kan forbedre kognitiv funksjon», advarte Kong. «Flere studier har allerede vist at regelmessig trening kan forbedre kognitiv funksjon hos voksne. I disse studiene ble deltakerne bedt om å trene regelmessig, og endringer i størrelsen på hippocampus ble sporet.»

«Resultatene viser at personer som regelmessig driver med aerob trening har større hippocampus og viser forbedret ytelse på romlige hukommelsestester. Vi fokuserte på hvordan muskelrelaterte nevroner påvirker en av veiene mellom muskler og hjernen.» – Hyunjun Kong, PhD

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, en senior coach for hjernehelse og direktør for FitBrain-programmet ved Neuroscience Institute i Santa Monica, California, som ikke var involvert i studien, sa at det vil ta tid å fullt ut forstå effekten av trening på hjernen, og fremtidige studier på mennesker må ta hensyn til det.

«Varigheten som trengs for å observere effekten av trening på kognitiv funksjon kan variere avhengig av type, intensitet og hyppighet av trening, samt individuelle forskjeller i alder, kognitiv funksjon ved baseline og helsetilstand», sa Glatt.

«Studier viser vanligvis effekter over en periode på uker til måneder. Det er viktig at fremtidige studier tar hensyn til disse variablene for å kunne vurdere tidsrammen nøyaktig», sa han.

Hvilke typer trening er best for hjernens helse?

Regelmessig trening har betydelige fordeler for hjernens helse. For eksempel har boksing blitt brukt til å hjelpe personer med Parkinsons sykdom.

Glatt bemerket at noen typer trening kan være mer effektive enn andre for å forbedre hjernens helse, spesielt de som krever kognitiv funksjon.

«Aerob trening som løping, svømming og sykling, som forbedrer kardiovaskulær helse, er allment kjent for sine positive effekter på hjernefunksjonen», sa han.

«Aktiviteter som kombinerer fysiske og kognitive krav – som dans og lagidrett – kan imidlertid gi ytterligere fordeler på grunn av kravene til koordinasjon, rytme og eksekutive funksjoner», la han til.

Kan trening reversere eller bremse kognitiv nedgang?

Kong antydet at fysisk aktivitet potensielt kunne reversere eller bremse den kognitive nedgangen forbundet med aldring.

«Etter hvert som folk blir eldre, mister de gradvis veldannede nevromuskulære forbindelser mellom nerver og muskler, noe som svekker musklenes evne til å reguleres av nervesignaler og dermed reduserer deres evne til å skille ut faktorer som er kritiske for hjernefunksjonen», forklarte Kong.

«Med passende trening eller stimulering av muskelkontraksjoner kan muskler produsere faktorer som bidrar til å opprettholde disse nevromuskulære forbindelsene, og dermed forhindre denervering. Som et resultat kan eldre voksne fortsatt ha funksjonelt innerverte muskler som kan produsere viktige faktorer som forbedrer kognitiv funksjon i hjernen», bemerket han.

Glatt påpekte at en stillesittende livsstil med relativt lavt nivå av fysisk aktivitet kan være forbundet med en høyere risiko for kognitiv svikt.

Han advarte imidlertid om at det finnes diverse individuelle forskjeller knyttet til genetikk, livsstil og miljøfaktorer.

«Trening blir i økende grad anerkjent som en støttende intervensjon for personer med nedsatt kognitiv funksjon, inkludert de som lider av aldersrelatert nedgang eller tilstander som Alzheimers sykdom. Fysisk aktivitet kan forbedre blodstrømmen til hjernen, redusere betennelse og stimulere frigjøring av vekstfaktorer, noe som kan bidra til å opprettholde eller forbedre kognitiv funksjon», sa Glatt.

«Selv om trening er gunstig for å opprettholde kognitiv helse og potensielt bremse utviklingen av nedgang, er bevisene for dens evne til å reversere eksisterende kognitiv svikt fortsatt ufullstendige. Mesteparten av forskningen tyder på at trening kan fremme en lavere nedgang og bedre generell hjernehelse, men mer omfattende forskning er nødvendig for å reversere etablerte kognitive underskudd», advarte han.