Fysisk træning stimulerer hjernens funktion gennem sin effekt på musklerne

Motion spiller en vigtig rolle for hjernens sundhed ved at udløse frigivelsen af molekyler forbundet med kognitiv funktion fra muskler, viser en ny undersøgelse.

En undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences viser, at når nerver, der stimulerer muskler, aktiveres, sender de også signaler til hjernen, hvorved der frigives bioaktive molekyler og nanopartikler, der forbedrer hjernefunktionen.

Resultaterne fremhæver vigtigheden af at opretholde muskuloskeletal sundhed, ikke kun for kardiovaskulær sundhed eller mobilitet, men også for at modvirke neurodegeneration, sagde Hyunjun Kong, ph.d., professor i afdelingen for kemisk og biomolekylær teknik ved University of Illinois i Urbana-Champaign og medforfatter til undersøgelsen.

Han forklarede, at: "Det er afgørende at opretholde neuronal innervation for at musklerne kan producere biologiske faktorer, der er gavnlige for hjernen. Med regelmæssige muskelkontraktioner frigiver musklerne ikke kun disse gavnlige faktorer, men de hjælper også med at opretholde den innervation, der er nødvendig for at sikre, at nerverne fortsætter med at sende signaler til musklerne. Disse signaler er nødvendige for at regulere frigivelsen af neurotrofiske faktorer til hjernen."

Undersøgelsen stimulerede muskler med glutamat for at se, hvordan nervefunktionen reagerede. Forskerne brugte modeller af muskelvæv, et innerveret og et ikke-innerveret, og fandt ud af, at det innerverede væv sendte flere signaler til hjernen.

Fordi nogle neuronfunktioner i muskler kan falde med alderen eller skader, var forskerne interesserede i, hvordan dette tab ville påvirke hjernens sundhed.

Hvordan påvirker motion hjernens funktion?

I dette studie observerede forskerne ikke folk, der trænede. I stedet studerede de modeller af muskelvæv, hvilket betyder, at det var umuligt at drage direkte konklusioner om specifikke former for motion og deres effekt på hjernens sundhed.

Kong sagde, at tidligere undersøgelser af motion og hjernens sundhed har vist en direkte sammenhæng mellem størrelsen af hippocampus og regelmæssig fysisk aktivitet. Men i denne nye undersøgelse har forskerne undersøgt nervesystemet og muskuloskeletalfunktionen for bedre at forstå samspillet mellem hjernen og kroppen.

"Vores undersøgelse beviste ikke, hvordan motion direkte kan forbedre kognitiv funktion," advarede Kong. "Flere undersøgelser har allerede vist, at regelmæssig motion kan forbedre kognitiv funktion hos voksne. I disse undersøgelser blev deltagerne bedt om at motionere regelmæssigt, og ændringer i størrelsen af deres hippocampus blev sporet."

"Resultaterne viser, at folk, der regelmæssigt dyrker aerob træning, har større hippocampus og viser forbedret præstation i rumlige hukommelsestests. Vi fokuserede på, hvordan muskelrelaterede neuroner påvirker en af vejene mellem muskler og hjerne." — Hyunjun Kong, PhD

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, en senior coach inden for hjernesundhed og direktør for FitBrain-programmet på Neuroscience Institute i Santa Monica, Californien, som ikke var involveret i undersøgelsen, sagde, at det vil tage tid fuldt ud at forstå virkningerne af motion på hjernen, og fremtidige undersøgelser af mennesker vil skulle tage det i betragtning.

"Den varighed, der er nødvendig for at observere virkningerne af motion på kognitiv funktion, kan variere afhængigt af typen, intensiteten og hyppigheden af motion, samt individuelle forskelle i alder, baseline kognitiv funktion og sundhedstilstand," sagde Glatt.

"Undersøgelser viser typisk effekter over en periode på uger til måneder. Det er vigtigt, at fremtidige undersøgelser tager højde for disse variabler for at kunne vurdere tidsrammen præcist," sagde han.

Hvilke typer motion er bedst for hjernens sundhed?

Regelmæssig motion har betydelige fordele for hjernens sundhed. For eksempel er boksning blevet brugt til at hjælpe mennesker med Parkinsons sygdom.

Glatt bemærkede, at nogle typer motion kan være mere effektive end andre til at forbedre hjernens sundhed, især dem, der kræver kognitiv funktion.

"Aerob træning som løb, svømning og cykling, som forbedrer det kardiovaskulære helbred, er bredt kendt for sine positive effekter på hjernefunktionen," sagde han.

"Aktiviteter, der kombinerer fysiske og kognitive krav - såsom dans og holdsport - kan dog tilbyde yderligere fordele på grund af kravene til koordination, rytme og eksekutive funktioner," tilføjede han.

Kan motion vende eller bremse kognitiv tilbagegang?

Kong foreslog, at fysisk aktivitet potentielt kunne vende eller bremse den kognitive tilbagegang forbundet med aldring.

"Efterhånden som folk bliver ældre, mister de gradvist veldannede neuromuskulære forbindelser mellem nerver og muskler, hvilket forringer musklernes evne til at blive reguleret af nervesignaler og dermed reducerer deres evne til at udskille faktorer, der er kritiske for hjernens funktion," forklarede Kong.

"Med passende træning eller stimulering af muskelkontraktioner kan muskler producere faktorer, der hjælper med at opretholde disse neuromuskulære forbindelser og forhindrer denervering. Som følge heraf kan ældre voksne stadig have funktionelt innerverede muskler, der kan producere vigtige faktorer, der forbedrer kognitiv funktion i hjernen," bemærkede han.

Glatt påpegede, at en stillesiddende livsstil med relativt lavt niveau af fysisk aktivitet kan være forbundet med en højere risiko for kognitiv tilbagegang.

Han advarede dog om, at der er forskellige individuelle forskelle relateret til genetik, livsstil og miljøfaktorer.

"Motion anerkendes i stigende grad som en støttende intervention for mennesker med nedsat kognitiv funktion, herunder dem, der lider af aldersrelaterede tilbagegange eller tilstande som Alzheimers sygdom. Fysisk aktivitet kan forbedre blodgennemstrømningen til hjernen, reducere inflammation og stimulere frigivelsen af vækstfaktorer, hvilket kan bidrage til at opretholde eller forbedre kognitiv funktion," sagde Glatt.

"Selvom motion er gavnligt for at opretholde kognitiv sundhed og potentielt bremse udviklingen af forværring, er beviserne for dens evne til at vende eksisterende kognitiv svækkelse stadig ufyldestgørende. Det meste forskning tyder på, at motion kan fremme en langsommere tilbagegang og bedre generel hjernesundhed, men mere omfattende forskning er nødvendig for at vende etablerede kognitive underskud," advarede han.