Liikunta stimuloi aivotoimintaa lihaksiin kohdistuvien vaikutustensa kautta.

Liikunnalla on merkittävä rooli aivojen terveydessä, koska se laukaisee kognitiivisiin toimintoihin liittyvien molekyylien vapautumisen lihaksista, uusi tutkimus on havainnut.

Proceedings of the National Academy of Sciences -lehdessä julkaistu tutkimus osoittaa, että kun lihaksia stimuloivat hermot aktivoituvat, ne lähettävät myös signaaleja aivoihin vapauttaen bioaktiivisia molekyylejä ja nanopartikkeleita, jotka parantavat aivojen toimintaa.

Tulokset korostavat tuki- ja liikuntaelimistön terveyden ylläpitämisen merkitystä paitsi sydän- ja verisuoniterveyden tai liikkuvuuden kannalta, myös hermoston rappeutumisen torjumiseksi, sanoo Hyunjun Kong, kemian ja biomolekyylitekniikan laitoksen professori Illinoisin yliopistossa Urbana-Champaignissa ja tutkimuksen toinen kirjoittaja.

Hän selitti: "Hermosolujen hermotuksen ylläpitäminen on ratkaisevan tärkeää, jotta lihakset voivat tuottaa aivoille hyödyllisiä biologisia tekijöitä. Säännöllisten lihassupistusten myötä lihakset eivät ainoastaan vapauta näitä hyödyllisiä tekijöitä, vaan ne myös auttavat ylläpitämään hermotusta, jota tarvitaan hermojen signaalien lähettämiseen lihaksiin. Näitä signaaleja tarvitaan neurotrofisten tekijöiden vapautumisen säätelemiseksi aivoihin."

Tutkimuksessa lihaksia stimuloitiin glutamaatilla, jotta nähtäisiin, miten hermojen toiminta reagoi. Tutkijat käyttivät lihaskudosmalleja, joista toinen oli hermotettu ja toinen hermottamaton, ja havaitsivat, että hermotettu kudos lähetti enemmän signaaleja aivoihin.

Koska jotkin lihasten hermosolujen toiminnot voivat heikentyä iän tai vamman myötä, tutkijat olivat kiinnostuneita siitä, miten tämä menetys vaikuttaisi aivojen terveyteen.

Miten liikunta vaikuttaa aivojen toimintaan?

Tässä tutkimuksessa tutkijat eivät tarkkailleet ihmisiä liikkumassa. Sen sijaan he tutkivat lihaskudosmalleja, mikä tarkoittaa, että oli mahdotonta tehdä suoria johtopäätöksiä tietyistä liikuntamuodoista ja niiden vaikutuksista aivojen terveyteen.

Kongin mukaan aiemmat liikuntaa ja aivojen terveyttä koskevat tutkimukset ovat osoittaneet suoran korrelaation hippokampuksen koon ja säännöllisen fyysisen aktiivisuuden välillä. Mutta tässä uudessa tutkimuksessa tutkijat tarkastelivat hermostoa ja tuki- ja liikuntaelimistön toimintaa ymmärtääkseen paremmin aivojen ja kehon välistä vuorovaikutusta.

”Tutkimuksemme ei osoittanut, miten liikunta voi suoraan parantaa kognitiivisia toimintoja”, Kong varoitti. ”Useat tutkimukset ovat jo osoittaneet, että säännöllinen liikunta voi parantaa kognitiivisia toimintoja aikuisilla. Näissä tutkimuksissa osallistujia pyydettiin liikkumaan säännöllisesti ja heidän hippokampuksensa koon muutoksia seurattiin.”

"Tulokset osoittavat, että säännöllisesti aerobista liikuntaa harrastavilla ihmisillä on suuremmat hippokampukset ja he suoriutuvat paremmin spatiaalisissa muistitesteissä. Keskityimme siihen, miten lihaksiin liittyvät neuronit vaikuttavat yhteen lihasten ja aivojen välisistä reitistä." – Hyunjun Kong, PhD

Ryan Glatt, CPT, NBC-HWC, vanhempi aivoterveyden valmentaja ja FitBrain-ohjelman johtaja neurotieteiden instituutissa Santa Monicassa, Kaliforniassa, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sanoi, että liikunnan vaikutusten täydellinen ymmärtäminen aivoihin vie aikaa, ja tulevissa ihmisillä tehtävissä tutkimuksissa on otettava se huomioon.

"Liikunnan kognitiivisiin toimintoihin kohdistuvien vaikutusten tarkkailuun tarvittava aika voi vaihdella liikunnan tyypin, intensiteetin ja tiheyden sekä yksilöllisten iän, kognitiivisen toiminnan lähtötason ja terveydentilan erojen mukaan", Glatt sanoi.

"Tutkimukset osoittavat tyypillisesti vaikutuksia viikkojen tai kuukausien aikana. On tärkeää, että tulevissa tutkimuksissa otetaan nämä muuttujat huomioon, jotta aikajänne voidaan arvioida tarkasti", hän sanoi.

Minkä tyyppiset liikuntamuodot ovat parhaita aivojen terveydelle?

Säännöllisellä liikunnalla on merkittäviä hyötyjä aivojen terveydelle. Esimerkiksi nyrkkeilyä on käytetty auttamaan Parkinsonin tautia sairastavia.

Glatt huomautti, että jotkut liikuntamuodot voivat olla tehokkaampia kuin toiset aivojen terveyden parantamisessa, erityisesti ne, jotka vaativat kognitiivisia toimintoja.

"Aerobinen liikunta, kuten juoksu, uinti ja pyöräily, jotka parantavat sydän- ja verisuoniterveyttä, tunnetaan laajalti positiivisista vaikutuksistaan aivotoimintaan", hän sanoi.

"Fyysisiä ja kognitiivisia vaatimuksia yhdistävät aktiviteetit – kuten tanssi ja joukkuelajit – voivat kuitenkin tarjota lisähyötyjä koordinaatio-, rytmi- ja toiminnanohjausjärjestelmien vaatimusten vuoksi", hän lisäsi.

Voiko liikunta hidastaa tai kääntää kognitiivisen heikkenemisen?

Kong ehdotti, että fyysinen aktiivisuus voisi mahdollisesti kääntää tai hidastaa ikääntymiseen liittyvää kognitiivista heikkenemistä.

"Ikääntyessään ihmiset menettävät vähitellen hyvin muodostuneita hermo-lihasliitoksia hermojen ja lihasten välillä, mikä heikentää lihasten kykyä säädellä hermosignaaleilla ja siten vähentää niiden kykyä erittää aivotoiminnan kannalta kriittisiä tekijöitä", Kong selitti.

"Asianmukaisella harjoittelulla tai lihasten supistusten stimuloinnilla lihakset voivat tuottaa tekijöitä, jotka auttavat ylläpitämään näitä neuromuskulaarisia liitoksia ja estävät denervaatiota. Tämän seurauksena vanhemmilla aikuisilla voi edelleen olla toiminnallisesti hermotetut lihakset, jotka voivat tuottaa tärkeitä tekijöitä, jotka parantavat aivojen kognitiivista toimintaa", hän totesi.

Glatt huomautti, että istuva elämäntapa ja suhteellisen alhainen fyysinen aktiivisuus voivat liittyä suurempaan kognitiivisen heikkenemisen riskiin.

Hän kuitenkin varoitti, että yksilöissä on eroja, jotka liittyvät genetiikkaan, elämäntapaan ja ympäristötekijöihin.

"Liikuntaa pidetään yhä useammin tukevana hoitomuotona ihmisille, joilla on heikentynyt kognitiivinen toimintakyky, mukaan lukien ikään liittyvästä heikkenemisestä tai Alzheimerin taudin kaltaisista sairauksista kärsivät. Fyysinen aktiivisuus voi parantaa aivojen verenkiertoa, vähentää tulehdusta ja stimuloida kasvutekijöiden vapautumista, mikä voi auttaa ylläpitämään tai parantamaan kognitiivista toimintaa", Glatt sanoi.

"Vaikka liikunta on hyödyllistä kognitiivisen terveyden ylläpitämisessä ja mahdollisesti hidastaa heikkenemisen etenemistä, näyttö sen kyvystä korjata olemassa olevaa kognitiivista heikkenemistä on edelleen epäselvää. Useimmat tutkimukset viittaavat siihen, että liikunta voi edistää hitaampaa heikkenemistä ja parempaa aivojen yleistä terveyttä, mutta tarvitaan laajempaa tutkimusta vakiintuneiden kognitiivisten puutteiden korjaamiseksi", hän varoitti.