Dlaczego aktywność fizyczna jest tak dobra dla Twojego mózgu, czyli co mają mięśnie do „dobrostanu naszej głowy”?

Już Hipokrates mówił, że najbezpieczniejszą i najpewniejszą drogą do utrzymania zdrowia jest dbałość o odpowiednią ilość pożywienia i ruchu. Dziś faktycznie pojawia się coraz więcej wyników badań, które mówią o licznych i długotrwałych korzyściach wynikających z regularnej aktywności fizycznej. Jest to najważniejszy czynnik promujący zdrowie i przeciwdziałający występowaniu chorób cywilizacyjnych oraz ich czynników ryzyka, takich jak: udary, choroby układu krążenia, nowotwory, otyłość czy hipercholesterolemia [1]. Jeszcze niedawno byłoby ciężko w to uwierzyć, jednak obecnie wiemy już, że aktywność fizyczna jest bodźcem, który oprócz angażowania naszych mięsni, mobilizuje mózg do lepszej pracy i dba o jego dobrostan. Jak twierdzi John J. Ratey, profesor psychiatrii Szkoły Medycznej Harvardu – ruch wykazuje znacznie większy wpływ na kondycję naszej psychiki niż ciała. 

Wszystko zaczęło się na początku lat 80. XX wieku, kiedy w 1982 r. naukowcy wyizolowali białko, które okazało się niejako kluczem dla prawidłowo funkcjonującego mózgu w każdym jego aspekcie. Wspomniane odkrycie zostało okrzyknięte neurotroficznym czynnikiem wzrostu pochodzenia mózgowego, w skrócie BDNF (Brain Derived Neurotrophic Factor) [2]. W ciągu ostatnich lat, odkąd pionierskie doświadczenia w przeszłości wykazały, że aktywność fizyczna zwiększa ekspresję BDNF w mózgu szczura, przeprowadzono tysiące badań w celu ustalenia związku tego białka z poprawą nastroju i funkcji poznawczych u ludzi po zakończonym wysiłku fizycznym. Badania nad BDNF dały początek poszukiwaniu molekularnych zmian łączących pracę mięśni z komórkami nerwowymi, które powstają w odpowiedzi na aktywność fizyczną. A wygląda na to, że w tym temacie dzieje się całkiem sporo.

Wszystko zaczyna się w komórce

BDNF
Zanim po wysiłku fizycznym poczujemy się lepiej i zaskoczy nas klarowność myślenia, a nasz mózg wejdzie na obiecany „wyższy poziom”, w organizmie musi wydarzyć się wiele procesów łączących komórki mięśniowe z nerwowymi. Kluczowym graczem jest tutaj wspomniany BDNF – jeden z głównych czynników wzrostu. Wspólnie z innymi białkami, takimi jak czynnik wzrostu i różnicowania nerwów NGF (Nerve Growth Factor) oraz neurotrofinami (białkami wspierającymi tworzenie się synaps) umożliwia prawidłowe funkcjonowanie neuronów oraz prawidłowe działanie ośrodkowego i obwodowego układu nerwowego. Nazywany jest czynnikiem troficznym, co w dużym uproszczeniu oznacza, że odżywia mózg i umożliwia jego prawidłową pracę. Czynnik BDNF dotyczy jednak nie tyko mózgu. Oprócz układu nerwowego zlokalizowany jest również w sercu, mięśniach szkieletowych, komórkach mięśni gładkich, płucach, płytkach krwi i fibroblastach. Przyczynia się do rozwoju komórek macierzystych (to z nich powstają później docelowe komórki ciała) i ich przekształcania w swoje ostateczne formy [3].

BDNF jest mocno związany z prawidłowym działaniem chemii naszego mózgu – neuroprzekaźników, odgrywa bowiem kluczową rolę w funkcjonowaniu synapsy, czyli struktury, która jest niezbędna do przekazywania sygnałów chemicznych pomiędzy neuronami [4, 5]. Odżywiając mózg, usprawniając powstawanie kolców dendrytycznych (struktur umożliwiających odbiór sygnałów pomiędzy neuronami), jest zaangażowany w tworzenie pamięci, łączenie faktów, plastyczność synaptyczną i komunikację pomiędzy neuronami. Działając poprzez białkowy receptor niezwykle ważnej dla funkcjonowania układu nerwowego kinazy tyrozynowej (TrkB) [6], promuje także powstawanie i rozwój niedojrzałych jeszcze komórek nerwowych i zwiększa przeżycie już tych ukształtowanych [7, 8]. BDNF jest kluczowym elementem funkcjonowania mózgu przez całe życie. Jak wykazano, obniżenie jego poziomu w dorosłym organizmie powoduje upośledzenie funkcji hipokampa – struktury dpowiedzialnej za „przenoszenie” wspomnień z pamięci krótko- do długotrwałej, natomiast niedobór BDNF we wczesnych etapach rozwoju może przyczyniać się do nadpobudliwości i zaburzeń w rozwoju wspomnianej części mózgu. W efekcie mogą pojawiać się spore problemy z przyswajalniem nowych faktów i zatrzymaniem ich na dłużej [9]. 

Poruszając temat BDNF, nie można nie wspomnieć o tak istotnym procesie, jak powstawanie nowych neuronów, czyli neurogenezie. Jest to jedno z najintensywniej badanych zjawisk dzisiejszej neuronauki, a opisywany czynnik wzrostowy jest jego kluczowym elementem. Dziś wiemy już (jeszcze do niedawna sądzono, że komórki nerwowe powstają raz – dzielą się raz i to koniec), że mózg dorosłych ssaków, w tym ludzki, ma zdolność do tworzenia nowych komórek nerwowych....