Νευρώνες του εγκεφάλου μετά την άσκηση ενισχύουν την αντοχή
Μετά από μια προπόνηση, οι μύες σας μπορεί να φαίνονται ως οι μόνοι που εργάστηκαν σκληρά. Ωστόσο, μια νέα έρευνα από το The Jackson Laboratory (JAX) και το Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνιας (UPenn) αποκαλύπτει ότι οι διεργασίες που λαμβάνουν χώρα στον εγκέφαλο μετά την άσκηση είναι καθοριστικές για την ανάπτυξη αντοχής με την πάροδο του χρόνου.
Η ανακάλυψη των νευρώνων SF1
Σύμφωνα με την ομάδα, οι εξειδικευμένοι νευρώνες στον υποθάλαμο του εγκεφάλου ενεργοποιούνται μετά από μια περίοδο άσκησης. Χωρίς τη δραστηριότητα αυτών των νευρώνων, τα πειραματόζωα δεν δείχνουν βελτίωση στην αντοχή τους, ανεξαρτήτως του πόσο σκληρά τρέχουν σε διάδρομο. Μάλιστα, όταν οι ερευνητές ενεργοποίησαν τεχνητά τους νευρώνες αυτούς μετά την άσκηση, τα ζώα απέκτησαν ακόμη μεγαλύτερη αντοχή.
«Η ιδέα ότι η αναμόρφωση των μυών απαιτεί την ενεργοποίηση αυτών των νευρώνων είναι μια σημαντική έκπληξη», δήλωσε ο Έρικ Μπλος, αναπληρωτής καθηγητής στο JAX και συν-συγγραφέας της μελέτης. «Αυτό αμφισβητεί την παραδοσιακή αντίληψη για το πώς λειτουργεί η άσκηση».
Η διαδικασία της αποκατάστασης
Οι επιστήμονες γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι η άσκηση έχει μακροχρόνιες επιδράσεις στον εγκέφαλο, ενισχύοντας τη γνωστική λειτουργία και τις συνδέσεις μεταξύ των νευρώνων. Ο Μπλος, σε συνεργασία με τον Τζ. Νίκολας Μπέτλεϊ από το UPenn, ήθελε να εξετάσει τις πιο άμεσες επιδράσεις της άσκησης στον εγκέφαλο.
Η ομάδα παρακολούθησε τη δραστηριότητα των κυττάρων του υποθαλάμου στα πειραματόζωα κατά τη διάρκεια και μετά την άσκηση. Έτσι, εστίασαν σε μια συγκεκριμένη ομάδα νευρώνων που εκφράζουν μια πρωτεΐνη που ονομάζεται SF1, οι οποίοι γίνονται ενεργοί περίπου μία ώρα μετά την ολοκλήρωση της προπόνησης.
Πειράματα και ευρήματα
Καθώς τα πειραματόζωα προπονούνταν για εβδομάδες, όλο και περισσότεροι νευρώνες SF1 ενεργοποιούνταν μετά από κάθε προπόνηση. Πειράματα που διεξήχθησαν στο JAX έδειξαν ότι οι συνδέσεις μεταξύ αυτών των νευρώνων γίνονταν πιο ισχυρές και πολυάριθμες με κάθε τρέξιμο. Τα ζώα που ασκούνταν είχαν περίπου διπλάσιες συνδέσεις μεταξύ αυτών των νευρώνων σε σύγκριση με εκείνα που δεν ασκούνταν.
Για να εξετάσουν την επίδραση αυτών των νευρώνων στην αντοχή των ζώων, οι ομάδες του Μπλος και του Μπέτλεϊ χρησιμοποίησαν την οπτογενετική, μια τεχνική που επιτρέπει την ακριβή ενεργοποίηση συγκεκριμένων νευρώνων με φως. Όταν απενεργοποίησαν τους νευρώνες SF1 για 15 λεπτά μετά από κάθε προπόνηση, τα πειραματόζωα σταμάτησαν να βελτιώνουν την αντοχή τους, παρά το γεγονός ότι ακολουθούσαν το ίδιο αυστηρό πρόγραμμα τρεξίματος για τρεις εβδομάδες.
«Αν δώσετε σε ένα κανονικό ποντίκι πρόσβαση σε έναν τροχό τρεξίματος, θα τρέξει χιλιόμετρα», εξήγησε ο Μπλος. «Όταν σιωπήσουμε αυτούς τους νευρώνες, τα ποντίκια ουσιαστικά δεν τρέχουν καθόλου». Στη συνέχεια, σε μια συμπληρωματική πείραμα, η ομάδα διεγείρει τους νευρώνες SF1 για μία ώρα μετά από τις προπονήσεις στον διάδρομο. Τα ποντίκια που έλαβαν αυτή την ώθηση μετά την άσκηση παρουσίασαν αυξημένα κέρδη αντοχής σε σύγκριση με τα ζώα ελέγχου.
Συμπεράσματα και προοπτικές
Αυτά τα ευρήματα αμφισβητούν την παραδοσιακή άποψη ότι τα οφέλη της άσκησης προέρχονται αποκλειστικά από την προσαρμογή των μυών. Αντιθέτως, υποδεικνύουν ότι ο εγκέφαλος λειτουργεί ως ο κύριος συντονιστής, ενορχηστρώνοντας μεταβολικές αλλαγές και αναμόρφωση των μυών σε όλο το σώμα. Αυτή η ανακάλυψη θα μπορούσε τελικά να οδηγήσει σε στρατηγικές που θα ενισχύσουν ή θα μιμηθούν τις επιδράσεις της φυσικής δραστηριότητας, βοηθώντας έτσι τους ανθρώπους να αναπτύξουν αντοχή.
«Υπάρχει μια πολύ πραγματική πιθανότητα να μπορέσουμε στο μέλλον να εκμεταλλευτούμε αυτό το κύκλωμα για να ενισχύσουμε τα οφέλη της μέτριας άσκησης», δήλωσε ο Μπλος. «Αν μπορέσουμε να μιμηθούμε ή να ενισχύσουμε τα μοτίβα άσκησης στον εγκέφαλο, αυτό θα μπορούσε να είναι ιδιαίτερα πολύτιμο για ηλικιωμένα άτομα ή άτομα με περιορισμούς κινητικότητας που δεν μπορούν να συμμετάσχουν σε εντατική φυσική δραστηριότητα, αλλά θα μπορούσαν να επωφεληθούν από τις προστατευτικές επιδράσεις της άσκησης στον εγκέφαλο και το σώμα».
