Regularna aktywność fizyczna może wpływać nie tylko na kondycję, lecz również na procesy zachodzące w mózgu. W randomizowanym badaniu Neurofit trzy miesiące treningu aerobowego i siłowego poprawiły nastrój zdrowych osób w średnim wieku. Nie wykazano natomiast poprawy badanego aspektu funkcji poznawczych. Naukowcy zaobserwowali również zmiany w laboratoryjnym modelu neurogenezy hipokampalnej, które mogą wskazywać na wpływ czynników obecnych we krwi osób ćwiczących na komórki macierzyste mózgu. Wyniki opublikowano w „npj Aging”.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak trzy miesiące regularnych ćwiczeń aerobowych i siłowych wpłynęły na nastrój i funkcje poznawcze zdrowych osób w wieku 45–65 lat.
- Jakie są wyniki badania Neurofit obejmującego 52 uczestników, z których 27 ćwiczyło trzy razy w tygodniu przez trzy miesiące.
- Jak naukowcy badali wpływ czynników obecnych we krwi osób ćwiczących na ludzkie komórki macierzyste hipokampa i dlaczego wykorzystali laboratoryjny model neurogenezy.
- Dlaczego wyniki nie oznaczają, że ćwiczenia bezpośrednio zwiększyły liczbę nowych neuronów w mózgach uczestników i jakie pytania pozostają przedmiotem dalszych badań.
Ćwiczenia fizyczne a mózg w średnim wieku
Badanie Neurofit przeprowadzili naukowcy z Institute of Psychiatry, Psychology & Neuroscience (IoPPN) w King’s College London. Chcieli sprawdzić, czy stosunkowo krótki program aktywności fizycznej może wpłynąć na funkcje poznawcze, nastrój oraz biologiczne procesy związane z powstawaniem nowych neuronów.
Wiek średni jest pod tym względem szczególnie interesującym okresem. Może wiązać się ze wzrostem obciążenia psychologicznego, zmianami funkcji poznawczych, a jednocześnie ze spadkiem aktywności fizycznej wynikającym m.in. ze zmian zawodowych i społecznych. Wcześniejsze badania na zwierzętach wskazywały, że ćwiczenia mogą wspierać funkcje poznawcze oraz neurogenezę w hipokampie – strukturze mózgu odgrywającej istotną rolę m.in. w pamięci i uczeniu się. Badacze chcieli sprawdzić, czy podobne zjawiska można zaobserwować u ludzi.
52 uczestników i trzy miesiące regularnych treningów
Randomizowane badanie kontrolowane objęło 52 zdrowe osoby w wieku od 45 do 65 lat. Spośród nich 27 przydzielono do programu ćwiczeń, natomiast 25 znalazło się w grupie kontrolnej. Uczestnicy interwencji przez trzy miesiące wykonywali trening aerobowy i siłowy trzy razy w tygodniu.
Głównym ocenianym wynikiem była sprawność w zadaniu dotyczącym tzw. separacji wzorców. Wykorzystano Mnemonic Similarity Task, czyli test wymagający od uczestników rozróżniania nowych obrazów od tych, które są bardzo podobne do wcześniej prezentowanych. Zdolność ta jest szczególnie związana z funkcjonowaniem hipokampa. Po trzech miesiącach naukowcy nie stwierdzili istotnego wpływu programu ćwiczeń na ten aspekt funkcji poznawczych.
Trzy miesiące ćwiczeń wystarczyły, aby poprawić nastrój
Inaczej wyglądały wyniki dotyczące samopoczucia. U osób uczestniczących w programie treningowym odnotowano istotną poprawę wyników pomiarów nastroju w porównaniu z grupą kontrolną. Co ważne, badanie przeprowadzono wśród zdrowych osób, które nie miały objawów depresji. Wyniki sugerują więc, że zmiany nastroju związane z aktywnością fizyczną mogą być obserwowane także w populacji bez rozpoznanych zaburzeń psychicznych.
Nasze odkrycia wskazują, że zaledwie trzy miesiące ćwiczeń mogą wystarczyć, aby znacząco poprawić nastrój, nawet u zdrowych osób bez objawów depresji, podczas gdy korzyści poznawcze, zwłaszcza te dotyczące funkcji hipokampa, mogą być widoczne dopiero po dłuższym okresie ćwiczeń lub po bardziej intensywnym programie ćwiczeń – skomentował doktorant Sahand Farmand i pierwszy autor badania.
Czy ćwiczenia wpływają na powstawanie nowych neuronów?
Jednym z najciekawszych elementów badania była próba oceny procesów związanych z neurogenezą, czyli powstawaniem nowych neuronów. Bezpośrednie mierzenie tego procesu w hipokampie żyjącego człowieka wymagałoby metod inwazyjnych, dlatego badacze zastosowali model laboratoryjny. Pobrali surowicę krwi uczestników, a następnie oddziaływali nią na ludzkie komórki macierzyste hipokampa hodowane w laboratorium.
Pozwoliło to sprawdzić, czy czynniki obecne we krwi osób uczestniczących w programie ćwiczeń zmieniają zachowanie komórek związanych z neurogenezą. Badacze zaobserwowali, że surowica pochodząca od osób ćwiczących powodowała, że mniej komórek macierzystych hipokampa pozostawało w fazie proliferacji w porównaniu z surowicą grupy kontrolnej. Nie oznacza to jednak, że ćwiczenia ograniczają zdolność mózgu do wytwarzania neuronów. Autorzy przedstawiają inną możliwą interpretację – komórki macierzyste mogą być zachowywane jako rezerwa do późniejszego wykorzystania.
Komórki macierzyste mogą być „oszczędzane” na przyszłość
Początkowo byliśmy zaskoczeni, że surowica krwi pobrana od osób, które stosowały program ćwiczeń, zmniejszyła liczbę komórek macierzystych zdolnych do przekształcenia się w nowe neurony – skomentowała profesor Sandrine Thuret, profesor neurobiologii w King’s College London. Następnie dodała: Ponieważ jednak mózg dysponuje ograniczoną pulą komórek macierzystych, uważamy, że mózg może rezerwować część z nich do późniejszego wykorzystania, zamiast wykorzystywać je wszystkie naraz. Ćwiczenia fizyczne mogą wspomagać ten proces.
To istotne zastrzeżenie przy interpretacji badania. Eksperyment nie wykazał bezpośrednio, że po trzech miesiącach ćwiczeń w mózgach uczestników powstało więcej nowych neuronów. Pokazał natomiast, że czynniki obecne w ich surowicy wpływały na zachowanie ludzkich komórek macierzystych hipokampa w warunkach laboratoryjnych.
Nie wszyscy reagowali na ćwiczenia tak samo
Naukowcy zauważyli również znaczne różnice indywidualne. U części uczestników aktywność fizyczna była związana z wyraźniejszymi zmianami nastroju, funkcji poznawczych i wyników eksperymentów laboratoryjnych niż u innych.
Kolejnym krokiem ma być zatem poznanie mechanizmów molekularnych odpowiadających za te różnice. Badanie Neurofit jest ponadto częścią większego projektu realizowanego wspólnie z APC Microbiome Ireland na University College Cork. Naukowcy analizują w nim również wpływ aktywności fizycznej na mikrobiotę jelitową i oś jelitowo-mózgową.
Główne wnioski
- W randomizowanym badaniu Neurofit uczestniczyły 52 zdrowe osoby w wieku 45–65 lat. Spośród nich 27 wykonywało trening aerobowy i siłowy trzy razy w tygodniu przez trzy miesiące, a 25 należało do grupy kontrolnej.
- Po trzech miesiącach u osób ćwiczących odnotowano istotną poprawę wyników pomiarów nastroju w porównaniu z grupą kontrolną, mimo że uczestnicy nie mieli objawów depresji.
- Program ćwiczeń nie poprawił badanego aspektu funkcji poznawczych związanego z separacją wzorców. Autorzy wskazują, że ewentualne korzyści poznawcze mogą wymagać dłuższego lub bardziej intensywnego treningu.
- Surowica krwi osób ćwiczących zmieniała zachowanie ludzkich komórek macierzystych hipokampa w warunkach laboratoryjnych. Wynik ten wskazuje na wpływ ćwiczeń na procesy związane z neurogenezą, ale nie dowodzi zwiększonej produkcji nowych neuronów w mózgach uczestników.
Źródło:
- https://www.nature.com/articles/s41514-026-00439-w
- King’s College London
