Naukowcy odkryli u myszy pewne neurony, które wydają się bezpośrednio kontrolować wytrzymałość, co sugeruje, że to mózg, a nie tylko mięśnie, określa, jak długo możesz się wyczerpać fizycznie. Odkrycia te otwierają możliwości przyszłych terapii poprawiających wyniki sportowe poprzez ukierunkowanie na te komórki mózgowe, chociaż nadal pozostaje wiele przeszkód.
Rola mózgu w granicach fizycznych
Przez dziesięciolecia naukowcy postrzegali reakcję mózgu na ćwiczenia jako odrębną od zmian fizjologicznych w organizmie, takich jak wzrost mięśni. Jednakże nowe badanie pokazuje, że adaptacje mózgu koordynują wszystkie inne usprawnienia fizjologiczne, pełniąc rolę centralnego regulatora wydajności. W badaniu zbadano neurony w podwzgórzu brzuszno-przyśrodkowym – obszarze znanym już z kluczowej roli w promowaniu sprawności u gryzoni – którego struktura i funkcja są zgodne ze strukturami ssaków, co oznacza, że podobne komórki prawdopodobnie istnieją u ludzi.
Jak aktywność mózgu wzrasta podczas ćwiczeń
Zespół monitorował aktywność neuronową myszy podczas ćwiczeń na bieżni. Odkryli, że neurony z receptorami SF1 wykazywały zwiększoną aktywność podczas biegu myszy, a odsetek aktywowanych komórek zwiększał się każdego dnia. Do ósmego dnia aktywowało się ponad 53% tych neuronów, w porównaniu z mniej niż 32% pierwszego dnia. To sugeruje, że podobnie jak mięśnie, mózg dosłownie „buduje” swoją wytrzymałość poprzez powtarzane ćwiczenia.
Blokowanie neuronów wytrzymałościowych zmniejsza wydajność o połowę
Aby dokładniej to przetestować, naukowcy wykorzystali optogenetykę (metodę kierowania neuronami opartą na świetle), aby tymczasowo wyłączyć komórki odpowiedzialne za wytrzymałość w oddzielnej grupie myszy. W ciągu trzech tygodni treningu myszy nadal zwiększyły dystans biegu o około 400 metrów, ale było to o połowę mniej niż myszy z nienaruszonymi neuronami.
Wykorzystanie paliwa i regeneracja mięśni
Badanie sugeruje, że neurony te mogą wpływać na sposób, w jaki organizm wykorzystuje energię podczas długotrwałych ćwiczeń. Tłumienie tych komórek spowodowało, że myszy szybciej spalały węglowodany, przedwcześnie wyczerpując ich rezerwy paliwa. Ponadto wydaje się, że neurony regulują uwalnianie PGC-1 alfa w mięśniach, białka niezbędnego do efektywnego wykorzystania paliwa, i pomagają podnieść poziom cukru we krwi, co przyspiesza regenerację mięśni.
Przyszłość poprawy wytrzymałości
Chociaż optogenetyka nie nadaje się do stosowania u ludzi, naukowcy uważają, że możliwe będzie opracowanie leków lub suplementów aktywujących te neurony. Wstępne eksperymenty wzmacniające aktywność neuronalną u myszy spowodowały ponad dwukrotny wzrost wytrzymałości w porównaniu z grupami kontrolnymi. Może to być szczególnie pomocne dla osób, które mają ograniczone możliwości ćwiczeń, takich jak osoby starsze lub osoby po udarze.
Zastrzeżenia i nierozwiązane problemy
Przekazanie tych danych ludziom nie jest gwarantowane i istnieją obawy dotyczące bezpieczeństwa. Nadmierna stymulacja tych neuronów może spowodować niebezpieczny spadek poziomu cukru we krwi, biorąc pod uwagę ich rolę w regulacji energii. Co więcej, komórki wytrzymałościowe mózgu to tylko jedna część szerszego obrazu zdrowia. Ćwiczenia zapewniają wiele korzyści – poprawę nastroju, zmniejszenie lęku, zwiększoną wydajność poznawczą – których nie można w pełni odtworzyć poprzez zwykłą aktywację tych neuronów.
Ostatecznie, chociaż to odkrycie oferuje fascynujące spojrzenie na kontrolę mózgu nad wytrzymałością fizyczną, jest mało prawdopodobne, że będzie to jedyne rozwiązanie poprawiające zdrowie.
