Влияние бега на сосуды головного мозга. Нейробиологи объясняют, как бег приносит огромную пользу мозгу

Польза бега неоспорима. Но в чем же конкретно она выражается? Узнайте основные преимущества этого вида активности.

Даже 30-минутная пробежка может помочь в борьбе с депрессией и поднять настроение

Потратить тридцать минут на беговой дорожке достаточно, чтобы поднять настроение человеку, страдающему от сильного депрессивного расстройства. Хорошие новости для тех, кто только начинает бегать: вы можете получать такие же преимущества даже тогда, когда вы бежите со скоростью пешехода. Это показывает, что, независимо от скорости, движение оказывает положительное воздействие, а бег и другие формы тренировок могут улучшить настроение и помочь бороться с депрессией.

Бег укрепляет колени, вопреки популярному мнению

Боль в коленях может быстро свести бегуна с дорожки, и зачастую она является признаком перегрузки или необходимости улучшить форму или гибкость. Однако, даже с учетом того, что люди перестают бегать из-за боли в коленях, сам бег не вызывает остеоартрита коленного сустава. В рамках одного восьмилетнего исследования, в котором приняли участие почти три тысячи человек, ученые обнаружили, что, чем больше люди бегают, тем меньше вероятность того, что они будут страдать от болей в коленях и остеоартрита.

Бег помогает молодым людям лучше спать, улучшает их настроение и способность концентрироваться

В рамках исследования, средний возраст участников которого составлял 18 лет, было обнаружено, что участники, которые должны были бегать, лучше спали, демонстрировали признаки улучшенного психологического функционирования, а также лучшую концентрацию в течение дня по сравнению со своими сверстниками, которые делали все то же самое, но только не бегали. Они не вели сидячий образ жизни и занимались спортом, но при этом не бегали на постоянной основе.

Бег может улучшить здоровье сердечно-сосудистой системы

Всем известно, что аэробная активность полезна для сердца, поэтому нет ничего удивительного в том, что бег может положительно сказываться на здоровье сердечно-сосудистой системы. Но самое замечательное заключается в том, что люди могут получить серьезные преимущества, не прилагая особых усилий. Если вы будете бегать хотя бы пять минут в день, это позволит вам прожить значительно дольше.

Бег может улучшить ваш мозг в любом возрасте, а также позволяет бороться с возрастным когнитивным спадом

Если вы хотите, чтобы ваш мозг оставался здоровым по мере того, как вы стареете, вам стоит знать, что физическая активность - это лучшее, что вы можете сделать. В рамках многочисленных исследований воздействия аэробных упражнений (в большинстве случаев речь шла о беге или быстрой ходьбе) было обнаружено, что бег улучшает рабочую память и концентрацию.

Бег меняет мозг таким образом, что он становится менее восприимчивым к стрессу

Существует ряд исследований, которые продемонстрировали, что аэробные упражнения могут улучшить способность людей справляться со стрессом, и в рамках многих из этих исследований рассматривались именно бегуны. В результате было установлено, что тренировки активируют процессы, которые обеспечивают лучшую устойчивость к стрессу.

Бег - это отличный способ сжигать калории

Со скоростью 8 километров в час человек, который весит 70 килограмм, сожжет 606 калорий за один час. А человек, который весит 90 килограмм, сожжет 755 калорий за один час. Если вы ускоритесь до 12 километров в час, то сможете сжигать 861 и 1074 калории в час соответственно.

Бег и другие формы аэробных упражнений значительно понижают ваши шансы скоропостижной смерти

Люди, которые посвящают хотя бы тридцать минут аэробным упражнениям, значительно понижают вероятность собственной смерти по любым причинам. А если вы будете двигаться в течение часа или более, это позволит вам получить еще большие преимущества.

Эволюция не предполагала, что мы станем малоподвижными. Нашим предкам приходилось двигаться, чтобы искать еду, они не могли просто заказать её по телефону. Бег для охоты и добычи пропитания, вынужденное при нехватке еды - в процессе эволюции человеческое тело столкнулось с этими проблемами.

По сравнению с другими млекопитающими, люди - неважные спринтеры. Быстрый бег требует от человек в два раза больше энергии, чем от других млекопитающих похожего размера. Но, в отличие от них, люди очень выносливые бегуны, способные бежать много километров, используя аэробный метаболизм.

Среди приматов бегом на выносливость владеют только люди. Такая способность редко встречается даже у четвероногих. Это наше эволюционное преимущество . Бег помогал нашим предкам подобраться к добыче и соревноваться с падальщиками. Бег и ходьба на выносливость также помогали путешествовать на большие расстояния. В процессе эволюции человеческое тело изменило свою форму и физиологию, подстраиваясь под эти нагрузки. Можно сказать, что мы созданы для бега.

Преимущества бега для современного человека

Сегодня бег на выносливость не является критически важным для выживания человека, но многие люди продолжают бегать для поддержания хорошей формы и здоровья.

Регулярные упражнения снижают риск возникновения диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, инсульта и рака. Более того, постоянные аэробные нагрузки могут улучшить работу мозга и препятствуют возрастным заболеваниям.

Бег улучшает настроение и когнитивные функции. Более активная циркуляция в периферических тканях стимулирует нейропластичность и сопротивление стрессу на клеточном уровне. Регулярные энергозатраты во время физических упражнений заставляют мозг работать на пике своих возможностей.

Упражнения и старение

Peter Mooney/Flickr.com

Влияние физических упражнений на продолжительность жизни - предмет постоянных споров. Недавние данные говорят о том, что регулярные аэробные упражнения увеличивают продолжительность жизни и замедляют старение.

Отличительной чертой старения является окислительный стресс. В теории старение и сопутствующие заболевания вызваны ущербом, который наносят клеткам свободные радикалы, а также невозможностью компенсировать этот ущерб с помощью антиоксидантов.

Окислительный стресс внутри митохондрий создаёт порочный круг: повреждённые митохондрии создают больше реактивных форм кислорода, которые только увеличивают повреждения. Согласно этой теории, увеличение количества антиоксидантов помогает задержать старение и возрастные заболевания.

Увеличивая количество антиоксидантных ферментов и предотвращая сокращение выработки антиоксидантов, упражнения могут способствовать замедлению . Также есть свидетельства, что физическая активность может препятствовать снижению когнитивных функций с возрастом.

Упражнения и когнитивные функции

Упражнения улучшают функциональные возможности мозга, воздействуя на синапсы и нервные стволовые клетки.

Синаптическая пластичность - это изменения, которые происходят в количестве, структуре и функциональности синапсов в ответ на изменения в окружающей среде, включая интеллектуальные упражнения, физическую нагрузку и даже травмы и повреждения мозга.

Считается, что синаптическая пластичность имеет определяющее значение для сохранения когнитивных функций, включая обучение и . Пластичность сохраняется на протяжении всей жизни, и вы можете увеличить её с помощью упражнений.

Исследования показали, что у бегающих крыс наблюдалось увеличение силы синапсов. Что интересно, депривация сна снижает силу синапсов у малоподвижных крыс, но не оказывает никакого эффекта на крыс с подвижным образом жизни.

ZEISS Microscopy/Flickr.com

Ещё один важный фактор для сохранения когнитивных функций - нейрогенез, или рождение новых нейронов.

Нейрогенез - это процесс, в котором нейронные стволовые клетки дифференцируются в новые нейроны. Эти только что созданные нейроны могут затем отращивать аксоны и дендриты и формировать синапсы с другими нейронами, встраиваясь в функциональные нейронные схемы.

Нейрогенез в гиппокампе мозга взрослого человека - это исключительно важный процесс для сохранения пластичности мозга. Увеличенный нейрогенез ассоциируется с улучшенными способностями к познанию, тогда как угнетение производства новых нейронов ведёт к возрастным изменениям и депрессии.

Эксперименты с участием животных показали, что бег - наиболее эффективный стимулятор нейрогенеза в гиппокампе.

Интеллектуальные упражнения также помогают увеличить синаптическую пластичность, но есть доказательства того, что физическая активность более эффективна для создания новых нейронов в гиппокампе, чем умственная работа.

Исследования показывают, что регулярные аэробные нагрузки положительно влияют на когнитивные функции. Эксперимент , в котором приняли участие 1 820 подростков, показал, что у тех, кто физически активен в свободное время, мозг работает более эффективно.

Структурная МРТ даже показала, что регулярные аэробные упражнения могут увеличить размер некоторых отделов мозга.

Упражнения важны в любом возрасте

Интересно, что крысы, физически активные в юном возрасте, но прекратившие активность во взрослом, сохраняли превосходную память на объекты. С другой стороны, крысы, которые были активны во взрослом возрасте, также имели хорошую память и отлично распознавали объекты, но теряли это преимущество уже через несколько недель без физических нагрузок.

Это показывает, как важна активность в период развития мозга, как это может улучшить когнитивные функции в дальнейшей жизни. Физические и умственные упражнения в период развития можно назвать когнитивным резервом, который поможет защитить от снижения когнитивных функций с возрастом.

И ещё одно важное преимущество регулярной физической активности - снижение . Малоподвижный образ жизни - неважно, у человека или животного - ассоциируется с уязвимостью перед стрессами, а физическая активность обеспечивает хорошую защиту от стресса - способность быстро восстанавливаться и приспосабливаться.

Учитывая, что стресс - это фактор, влияющий на появление депрессии, тревоги, сердечно-сосудистых, аутоимунных и нейродегенеративных заболеваний, физические упражнения могут косвенно защитить вас от этих болезней и психических расстройств.

Итак, есть множество научных доказательств того, что регулярные физические упражнения положительно влияют на наш мозг, разум и тело. Аэробные нагрузки помогают расширить когнитивные способности в юности и сохранить их во взрослом возрасте, защитить организм от возрастных заболеваний и продлить молодость.

Физическая культура в современном мире находит все большее распространение. Одни люди предпочитают заниматься фитнесом, другие любят дайвинг или регулярно играют в футбол. Популярность подобного физически активного времяпрепровождения значительной части населения заставляет производителей создавать новые тренажеры, образцы одежды и обуви для занятий каким-либо видом спорта, разрабатывать системы здорового питания, специальные фармакологические средства и методики тренировок. К этому привлекается огромное количество инженеров, врачей, ученых и других специалистов. Одним из направлений, которым в настоящее время посвящены многие научные работы, является изучение влияния различных видов спорта на физиологические и психические процессы в организме человека.

Известно, что игра на каком-либо музыкальном инструменте требует высокого уровня координации работы глаз и рук исполнителя, а игра в гольф позволяет развить более четкое ощущение пространства и расстояний, что происходит вместе с улучшением структуры тех областей головного мозга, которые отвечают за двигательные функции человека. Такие виды деятельности развивают специфические навыки и в некоторой степени отличаются от циклических видов спорта, одним из которых является бег на длинные дистанции.

Очень многие люди регулярно бегают кроссы, что не требует особых условий и является наиболее доступным способом поддерживать здоровье на высоком уровне. Ученые из Университета штата Аризона попытались выяснить то, какое влияние оказывают систематические длительные беговые нагрузки на взаимодействие отдельных участков в головном мозге человека и развитие его умственных способностей.

Исследователи отобрали несколько десятков молодых и здоровых людей возрастом от 18 до 25 лет разного пола, физической кондиции (веса, роста, уровня тренированности) и образованности. Некоторые из добровольцев постоянно занимались бегом, а другие вели обычный образ жизни. У всех участников ежедневно и сразу после пробуждения сканировалась с помощью МРТ активность различных участков головного мозга, чтобы определить количество и качество функциональных связей между ними.

Результаты данного исследования показали, что занятия бегом позволили улучшить многие когнитивные функции мозга, к которым относятся планирование, принятие решений, способность человека быстро переключаться с одной задачи на другую. Все эти показатели были значительно выше у бегунов, чем у тех, кто не уделял внимания физической культуре. До недавнего времени ученые считали, что бег является циклическим видом спорта, в котором все движения постоянно повторяются. Рутинная и монотонная работа во время пробежек не рассматривалась в качестве существенного фактора, влияющего на качество работы головного мозга, но это оказалось неверным суждением.

Исследователи провели анализ аналогичных данных у людей более зрелого и пожилого возраста и пришли к однозначному выводу о том, что бег трусцой помогает сохранить отличные интеллектуальные способности на долгие годы жизни. Регулярные беговые тренировки также заметно снижали риск развития у человека таких возрастных нейродегенеративных заболеваний, как слабоумие, болезни Альцгеймера и Паркинсона.

Можем ли мы, взрослые, вырастить новые нейроны? Нейробиолог Сандрин Тюре утверждает, что можем. Она предлагает результаты исследований и практический совет о том, как помочь нашему мозгу активизировать нейрогенез, при этом улучшая настроение, усиливая память и предотвращая процессы старения.

00:12
Могут ли у нас, взрослых, вырасти новые нервные клетки? По этому поводу ещё существует некоторая путаница, так как это довольно новая область исследований. Например, беседуя с одним из моих коллег, Робертом, онкологом, я услышала: «Сандрин, вот вам загадка. У некоторых моих пациентов, знающих, что они излечились от рака, обнаруживаются тем не менее признаки депрессии». Я ответила ему: «На мой взгяд, это вполне логично. Лекарства, которые вы даёте вашим пациентам, препятствуют размножению раковых клеток, но они же и останавливают производство новых нейронов в мозге». Тогда Роберт посмотрел на меня как на сумасшедшую и сказал: «Но Сандрин, они же взрослые - у взрослых новые нервные клетки больше не образуются». И, к его удивлению, я ответила: «На самом деле, образуются». Это феномен, который мы называем нейрогенезом .

01:14
Роберт не занимается нейронаукой, а в медицинском институте его не учили тому, что нам известно сейчас: взрослый мозг способен генерировать новые нервные клетки. Итак, Роберт, будучи профессионалом, захотел прийти в мою лабораторию, чтобы лучше разобраться в этом вопросе. И я устроила ему экскурсию по одной из самых захватывающих частей мозга с точки зрения нейрогенеза - по гиппокампу. Это серая масса в центре мозга. Нам уже давно известно, что он важен для обучения, памяти, настроения и эмоций. Однако недавно мы узнали, что это - одна из самых уникальных частей взрослого мозга, где могут образовываться новые нейроны. Сделав разрез гиппокампа и увеличив изображение, мы увидим показанный здесь голубым цветом новорождённый нейрон в мозге взрослой мыши. Что касается человеческого мозга - мой коллега Йонас Фризен из Каролинского института подсчитал, что мы производим 700 новых нейронов каждый день в гиппокампе. Вам покажется, что это не так много по сравнению с миллиардами уже имеющихся у нас нейронов. Но к 50 годам все имеющиеся у нас с рождения нейроны заменяются на нейроны, образовавшиеся уже во взрослом мозге.

02:54
Почему эти новые нейроны так важны и каковы их функциии? Во-первых, мы знаем, что они нужны для обучения и памяти. Мы экспериментально доказали, что если заблокировать способность взрослого мозга генерировать новые нейроны в гиппокампе, то блокируются определённые свойства памяти. Это особенно ново и верно в отношении пространственного распознавания - того, как вы, к примеру, ориентируетесь в городе.

03:24
Нам ещё многое предстоит узнать, и нейроны важны не только для объёма памяти, но и для качества памяти. Они помогают памяти работать дольше, они могут помочь различить очень похожие воспоминания, например, отыскать велосипед, который вы оставляете на станции каждый день на одной и той же стоянке, но немного в разных местах.

03:50
Моему коллеге Роберту наиболее интересным показалось наше исследование о взаимосвязи нейрогенеза и депрессии. При исследовании депрессии у животных мы увидели, что у нас более низкий уровень нейрогенеза. Если мы принимаем антидепрессанты, мы увеличиваем производство этих новорождённых нейронов и уменьшаем симптомы депрессии, тем самым устанавливая чёткую связь между нейрогенезом и депрессией. Более того, если просто заблокировать нейрогенез, одновременно падает эффективность антидепрессантов. К тому моменту Роберт согласился, что его пациенты продолжают страдать от депрессии даже после избавления от рака из-за того, что препараты от рака препятствуют образованию новых нейронов. И нужно какое-то время на появление новых нейронов и восстановления их нормального функционирования.

04:48
Итак, сообща мы пришли к выводу, что имеем достаточно оснований для того, чтобы направить наши усилия на нейрогенез, если мы хотим улучшить формирование памяти, настроение и даже предотвратить проблемы, связанные с возрастом или со стрессом.

05:07
Поэтому следующий вопрос таков: можем ли мы управлять нейрогенезом? Ответ - да. Сейчас мы проведём маленький тест. Я представлю вам ряд действий и состояний, а вы скажете мне, уменьшают они или увеличивают нейрогенез. Готовы? Поехали.

05:31
Обучение? Увеличивает? Да. Обучение будет увеличивать производство новых нейронов. А как насчёт стресса? Да, стресс уменьшает производство новых нейронов в гиппокампе.

Недосыпание? Безусловно, это снижает нейрогенез. Секс? Ого! (Смех) Да, вы правы, он увеличивает производство новых нейронов. Однако всё дело в балансе. Мы же не хотим попасть в ситуацию, когда слишком много секса приведёт к недостатку сна. (Смех)

06:13
Старение? Темпы нейрогенза будут с возрастом сокращаться, но он всё ещё будет происходить. И последнее, как насчёт бега? Предоставлю вам самим судить об этом.

06:32
Это одно из первых исследований, проведённых одним из моих наставников, Расти Гейджем из Института Солка, показавшее, что окружающая среда может влиять на производство новых нейронов. Здесь вы видите отдел гиппокампа мыши, у которой в клетке не было колеса. А маленькие чёрные точки - это будущие новорождённые нейроны. Здесь отдел гиппокампа мыши, у которой в клетке было колесо. Вы можете заметить огромное увеличение количества чёрных точек будущих новорождённых нейронов.

07:07
Так что активность влияет на нейрогенез, но это ещё не всё. То, что вы еди́те, также влияет на производство новых нейронов в гиппокампе . Перед вами примерная диета, состоящая из питательных веществ, проявивших положительное влияние. Я хочу пояснить вам некоторые их них: нейрогенез увеличивается при ограничении калорий на 20–30%. - увеличение времени между приёмами пищи - увеличит нейрогенез. Потребление флаваноидов, которые содержатся в горьком шоколаде и чернике, увеличит нейрогенез. Жирные кислоты Омега-3, содержащиеся в жирной рыбе, например, в лососе, увеличит производство новых нейронов. А диета, жирами, наоборот, будет негативно влиять на нейрогенез. Этанол - потребление алкоголя - ослабляет процесс нейрогенеза. Однако не всё так плохо: доказано, что резвератрол, содержащийся в красном вине, способствует выживанию новых нейронов. Так что во время следующего застолья отдайте предпочтение этому «нейрогенезо-щадящему» напитку.

08:23
И наконец, позвольте мне выделить ещё один пункт - он немного необычный. Японцы обычно обращают особое внимание на текстуру пищи. Они доказали, что мягкая пища ослабляет процесс нейрогенеза, чего нельзя сказать о требующей пережёвывания или хрустящей пище.

08:41
Все эти данные, доступные нам на клеточном уровне, были получены в результате опытов на животных. Но та же диета была испытана на людях, и мы убедились, что диета влияет на память и настроение точно так же, как и на нейрогенез. То есть снижение калорийности улучшит возможности памяти, тогда как диета с высоким содержанием жиров усилит признаки депрессии. И наоборот: способствуют нейрогенезу и в то же время помогают уменьшить депрессивные синдромы. Поэтому мы полагаем, что влияние диеты на психическое здоровье, память и настроение объясняется, на самом деле, её ролью в появлении новых нейронов в гиппокампе. И важно не только то, что вы еди́те, но также текстура потребляемой пищи, время приёма пищи и количество съеденного. С нашей стороны - нейробиологов, интересующихся нейрогенезом, - мы хотим лучше понять функцию этих новых нейронов и то, как мы можем влиять на их выживание и производство. Нам также нужно найти способ защитить процесс нейрогенеза у пациентов Роберта. А с вашей стороны - на вас я оставляю ответственность за ваш собственный нейрогенез.

10:06
Спасибо.

10:13
Маргарет Хеффернан: Потрясающее исследование, Сандрин. Как я уже сказала, это изменило мою жизнь - теперь я ем очень много черники.
10:20
Сандрин Тюре : Очень хорошо.

МХ : Меня особенно занимает вопрос бега. Нужно ли мне бегать? Или достаточно аэробики, чтобы обогатить мозг кислородом? Могут ли это быть любые интенсивные занятия спортом?

СТ: На сегодняшний день мы не можем с уверенностью сказать, бег ли это сам по себе, но мы думаем, что любое занятие, увеличивающее производительность или заставляющее кровь приливать к мозгу, должно повлиять благотворно.

МХ: Так мне не обязательно устанавливать колесо в офисе?

СТ: Нет, конечно.

МХ: Какое облегчение! Это чудесно. Сандрин Тюре, спасибо большое.

СТ: Спасибо вам, Маргарет.

Читайте на Зожнике:

1. Бег благотворно влияет на развитие логического мышления. Это связано с тем, что с помощью пробежек активизируются лобные доли мозга, с помощью которых решаются различные задачи. Ученые доказали, что бегуны способны значительно быстрее решить проблемы с помощью логики как в сфере бизнеса, так и на бытовом уровне;
2. С помощью бега значительно проще осуществлять процесс поиска и извлечения необходимой информации. Этот вид деятельности позволяет удерживать необходимые факты в памяти на протяжении более длительного срока. Бег помогает развивать ассоциативное мышление — это улучшает кратковременную и долговременную память;
3. Профилактика депрессии. Ученые утверждают, что бег может исполнять функции антидепрессанта. Это связано с тем, что во время пробежек в организме выделяются такие вещества, как норадреналин и серотонин, которые способствуют улучшению душевного состояния;
4. Профилактика умственных расстройств. Бег обладает возможностью улучшать качество восприятия информации. Активизация тех отделов мозга, которые являются наиболее подверженными психическим заболеваниям, улучшает способность концентрации внимания. Ученые доказали, что бегуны гораздо реже становятся жертвами таких химических расстройств, как болезнь Альцгеймера;
5. Улучшение продуктивности работы мозга. Бег активизирует выполнение таких процессов, как ангиогенез и нейрогенез. Активное производство нервных клеток и кровеносных сосудов во время бега позволяют сохранять эффективность работы мозга даже в пожилом возрасте;
6. Приток полезных веществ и кислорода. Активизация этих процессов позволяет улучшить уровень концентрации и способность усвоения информации не только непосредственно после пробежки, но и в долговременной перспективе.

Улучшение продуктивности бега

Для того, чтобы пробежки были максимально эффективными, необходимо придерживаться некоторых полезных советов.

1. Обувь для бега. Она должна обладать не слишком мягкой подошвой и расслаблять стопу. Для бега рекомендуется использовать кроссовки со шнурками. Неправильно подобранная обувь может стать источником проблем с ногами.
2. Трасса для пробежек. При выборе местности для занятий бегом необходимо учитывать несколько факторов. Не стоит заниматься на неровной дороге — такой бег дает чрезмерно большую нагрузку на легкие. Лучшей трассой для бега является прямая и ровная асфальтовая дорога.
3. Дозировка нагрузки. Во время утренней пробежки необходимо постепенно увеличивать физические нагрузки. Для того, чтобы нормализовать дыхание после активного бега, необходимо постепенно переходить на ходьбу — резко останавливаться не стоит. Перед пробежкой рекомендуется сделать разминку — несколько приседаний, наклоны.