Vědci objevili u myší určité neurony, které zřejmě přímo ovládají vytrvalost, což naznačuje, že mozek, nejen svaly, určuje, jak dlouho se můžete fyzicky vyčerpat. Tato zjištění otevírají možnost budoucích léčebných postupů ke zlepšení sportovního výkonu zacílením na tyto mozkové buňky, i když před námi je stále mnoho překážek.
Role mozku ve fyzických hranicích
Po desetiletí vědci sledovali reakci mozku na cvičení odděleně od fyziologických změn v těle, jako je růst svalů. Tento nový výzkum však ukazuje, že adaptace mozku koordinují všechna ostatní fyziologická zlepšení tím, že působí jako centrální regulátor vytrvalostního výkonu. Studie zkoumala neurony ve ventromediálním hypotalamu, což je oblast, která je již známá pro svou klíčovou roli při podpoře zdatnosti u hlodavců – jejíž struktura a funkce je v souladu se strukturou a funkcí savců, což znamená, že podobné buňky pravděpodobně existují i u lidí.
Jak se aktivita mozku zvyšuje cvičením
Tým sledoval nervovou aktivitu u myší, když cvičily na běžícím pásu. Zjistili, že neurony s receptory SF1 vykazovaly zvýšenou aktivitu, když myši běhaly, přičemž podíl aktivovaných buněk se každým dnem zvyšoval. Do osmého dne bylo aktivováno více než 53 % těchto neuronů ve srovnání s méně než 32 % první den. To naznačuje, že stejně jako svaly si i mozek doslova „buduje“ svou výdrž opakovaným cvičením.
Blokování vytrvalostních neuronů snižuje výkon na polovinu
Aby to vědci dále otestovali, použili optogenetiku (metodu založená na světle pro vedení neuronů) k dočasnému vypnutí těchto buněk souvisejících s vytrvalostí u samostatné skupiny myší. Myši stále zvýšily svou běžeckou vzdálenost asi o 400 metrů během tří týdnů tréninku… ale bylo to o polovinu méně než u myší s neporušenými neurony.
Využití paliva a zotavení svalů
Studie naznačuje, že tyto neurony mohou ovlivnit to, jak tělo využívá energii během dlouhodobého cvičení. Potlačení těchto buněk způsobilo, že myši spalovaly sacharidy rychleji, čímž se předčasně vyčerpaly jejich zásoby paliva. Kromě toho se zdá, že neurony regulují uvolňování PGC-1 alfa ve svalech, což je protein nezbytný pro efektivní využití paliva, a pomáhají zvyšovat hladinu cukru v krvi pro rychlejší regeneraci svalů.
Budoucnost zlepšování vytrvalosti
Ačkoli optogenetika není vhodná pro použití u lidí, vědci se domnívají, že by mohlo být možné vyvinout léky nebo doplňky, které tyto neurony aktivují. Předběžné experimenty zlepšující nervovou aktivitu u myší vedly k více než dvojnásobnému zvýšení vytrvalosti ve srovnání s kontrolními skupinami. To může být užitečné zejména pro ty, kteří mají omezené možnosti cvičení, jako jsou starší dospělí nebo lidé po mrtvici.
Vyloučení odpovědnosti a nevyřešené problémy
Přenos těchto dat na lidi není zaručen a existují obavy o bezpečnost. Nadměrná stimulace těchto neuronů může způsobit nebezpečný pokles krevního cukru vzhledem k jejich roli v regulaci energie. Navíc mozkové vytrvalostní buňky jsou jen jednou součástí většího obrazu zdraví. Cvičení poskytuje mnoho výhod – zlepšení nálady, snížení úzkosti, zvýšení kognitivní výkonnosti – které nemusí být plně replikovány pouhou aktivací těchto neuronů.
Nakonec, i když tento objev nabízí fascinující pohled na kontrolu mozku nad fyzickou odolností, je nepravděpodobné, že to bude jediné řešení pro zlepšení zdraví.
