Träning stimulerar hjärnan på grund av dess effekt på musklerna

Träning spelar en viktig roll för hjärnans hälsa genom att få musklerna att frigöra molekyler associerade med kognitiv funktion, fann en nyligen genomförd studie.

Forskning publicerad i Proceedings of the National Academy of Sciences visar att när nerver som stimulerar muskler aktiveras skickar de också signaler till hjärnan och frigör bioaktiva molekyler och nanopartiklar som förbättrar hjärnans funktion.

Resultaten understryker vikten av att upprätthålla muskel- och skeletthälsa inte bara för kardiovaskulär hälsa eller rörlighet, utan också för att motverka neurodegeneration, säger Hongrong Kong, Ph.D., professor vid avdelningen för kemisk och biomolekylär teknik vid University of Illinois vid University of Illinois Urbana-Champaign och medförfattare till studien..

Han förklarade att: "Att upprätthålla neuronal innervation är avgörande för att tillåta muskler att producera biologiska faktorer som gynnar hjärnan. Med regelbundna muskelsammandragningar släpper musklerna inte bara dessa fördelaktiga faktorer, utan hjälper också till att upprätthålla den innervation som krävs för att nerverna ska fortsätta skicka signaler till musklerna. Dessa signaler är nödvändiga för att reglera frisättningen av neurotrofiska faktorer i hjärnan."

Studien stimulerade muskler med glutamat för att se hur nervfunktionen reagerade. Forskarna använde modeller av muskelvävnad, en innerverad och en icke-innerverad, och fann att innerverad vävnad skickade fler signaler till hjärnan.

Eftersom en del av funktionen hos nervceller i muskler kan minska med ålder eller skada, var forskare intresserade av hur denna förlust skulle påverka hjärnans hälsa.

Hur påverkar träning hjärnans funktion?

I den här studien observerade forskarna inte människor som tränade. Istället studerade de muskelvävnadsmodeller, vilket innebär att det inte var möjligt att dra direkta slutsatser om specifika träningsformer och deras effekter på hjärnans hälsa.

Kong sa att tidigare forskning om träning och hjärnhälsa har visat ett direkt samband mellan storleken på hippocampus och regelbunden fysisk aktivitet. Men för denna nya studie tittade forskare på nervsystemet och muskuloskeletala funktioner för att bättre förstå interaktionerna mellan hjärnan och kroppen.

"Vår studie visade inte hur träning direkt kan förbättra den kognitiva funktionen," varnade Kong. ”Flera studier har redan visat att regelbunden träning kan förbättra kognitiva funktioner hos vuxna. I dessa studier ombads deltagarna att träna regelbundet och förändringar i storleken på deras hippocampus övervakades."

"Resultaten visar att personer som regelbundet tränar aerob träning har större hippocampi och presterar bättre på rumsliga minnestester. Vi fokuserade på hur nervceller associerade med muskler påverkar en av vägarna mellan muskler och hjärna." — Hyunjun Kong, PhD

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, en senior hjärnhälsocoach och chef för FitBrain-programmet vid Neuroscience Institute i Santa Monica, Kalifornien, som inte var involverad i studien, sa att det kommer att ta tid att helt förstå effekterna av träning på hjärnan, och framtida studier på människor kommer att behöva ta hänsyn till det.

"Längden tid som behövs för att observera effekterna av träning på kognitiv funktion kan variera beroende på typ, intensitet och frekvens av träning, såväl som individuella skillnader i ålder, kognitiv baslinjefunktion och hälsostatus," Glatt sa.

"Studier visar vanligtvis observerbara effekter under en period av veckor till månader. Det är viktigt att framtida studier tar hänsyn till dessa variabler för att noggrant kunna bedöma tidsramen”, konstaterade han.

Vilka typer av träning är bäst för hjärnans hälsa?

Regelbunden träning har mätbara fördelar för hjärnans hälsa. Till exempel har boxning använts för att hjälpa människor med Parkinsons sjukdom.

Glatt noterade att vissa typer av träning kan vara effektivare än andra för att förbättra hjärnans hälsa, särskilt de som kräver kognitiv funktion.

"Aerob träning som löpning, simning och cykling, som förbättrar kardiovaskulär hälsa, är allmänt kända för sina positiva effekter på hjärnans funktion", sa han.

"Men aktiviteter som kombinerar fysisk och kognitiv aktivitet - såsom dans och lagsporter - kan erbjuda ytterligare fördelar på grund av behovet av koordination, rytm och exekutiv funktion," tillade han.

Kan träning vända eller bromsa kognitiv nedgång?

Kong föreslog att fysisk aktivitet potentiellt skulle kunna vända eller bromsa den kognitiva nedgången i samband med åldrande.

"När människor åldras förlorar de gradvis välformade neuromuskulära förbindelser mellan nerver och muskler, vilket försämrar musklernas förmåga att regleras av nervsignaler och, följaktligen, minskar deras förmåga att utsöndra faktorer som är avgörande för hjärnans funktion," Kong förklarat.

"Med lämplig träning eller stimulering av muskelsammandragningar kan muskler producera faktorer som hjälper till att upprätthålla dessa neuromuskulära kopplingar och förhindrar denervering. Som ett resultat kan äldre vuxna fortfarande ha funktionellt innerverade muskler som kan producera viktiga faktorer som förbättrar kognitiva funktioner i hjärna", noterade han.

Glatt indikerade att en stillasittande livsstil med relativt låga nivåer av fysisk aktivitet kan vara associerad med en högre risk för kognitiv försämring.

Men han varnade för att det finns olika individuella skillnader relaterade till genetik, livsstil och miljöfaktorer.

"Träning erkänns alltmer som en stödjande intervention för personer med försvagad kognitiv funktion, inklusive de som lider av åldersrelaterad försämring eller tillstånd som Alzheimers sjukdom. Fysisk aktivitet kan förbättra blodflödet till hjärnan, minska inflammation och stimulera frisättningen av tillväxtfaktorer, som kan hjälpa till att bibehålla eller förbättra kognitiv funktion," sa Glatt.

"Även om träning är fördelaktigt för att bibehålla kognitiv hälsa och potentiellt bromsa utvecklingen av nedgång, är bevisen för dess förmåga att vända befintlig kognitiv nedgång fortfarande osäkra. De flesta studier tyder på att träning kan främja en långsammare nedgångstakt och bättre övergripande hjärnhälsa., men motsatsen kan vara sant för att åtgärda etablerade kognitiva brister kräver mer omfattande forskning," varnade han.