Нейробиология физических нагрузок

Физическая нагрузка в свою очередь настраивает собственные системы мозга на оптимальный режим. Если кофеин, сахар и алкоголь - это внешние ключи, которые открывают или блокируют двери, то спорт - это смазка всех механизмов сразу. И самое удивительное: по антидепрессивному эффекту регулярная нагрузка сопоставима с препаратами из группы СИОЗС (селективные ингибиторы обратного захвата серотонина) при лёгкой и умеренной депрессии, но без побочных эффектов. Разберём, как это работает.

Три главных вещества спортивного счастья: эндорфины, эндоканнабиноиды, BDNF.
 
Эйфория бегуна (о чем мы говорили во время прошедшего прямого эфира) - это не миф и не только про эндорфины. Долгое время считалось, что после длительной нагрузки мозг выбрасывает бета-эндорфин - собственный опиоид, который связывается с теми же рецепторами, что и морфин. Он притупляет боль и даёт ощущение лёгкой эйфории. Но проблема в том, что бета-эндорфин - крупная молекула, и он плохо проходит через гематоэнцефалический барьер. Поэтому сегодня нейробиологи считают, что главную роль в эйфории бегуна играют эндоканнабиноиды - анандамид и 2-арахидоноилглицерол. Это собственные внутренние каннабиноиды мозга, которые связываются с рецепторами CB1. Они маленькие, жирорастворимые и легко проходят барьер. Физическая нагрузка повышает уровень анандамида в крови в 2-3 раза. Именно он даёт то самое чувство лёгкой эйфории, снижения тревоги и притупления боли без отключения сознания. При этом эндоканнабиноидная система не вызывает зависимости в классическом смысле - потому что повышение анандамида через спорт всегда дозировано самой нагрузкой, и вы не можете переборщить, как с наркотиком. Третий игрок - BDNF (brain-derived neurotrophic factor), фактор роста нейронов. Это не вещество настроения, а вещество пластичности. Он работает медленно, но фундаментально. BDNF стимулирует рост новых нейронов в гиппокампе (центре памяти), укрепляет синапсы и защищает существующие нейроны от гибели. Физическая нагрузка повышает уровень BDNF в гиппокампе на 30–50% уже после нескольких недель регулярных тренировок. Именно поэтому у физически активных людей лучше память, медленнее когнитивное старение и ниже риск болезни Альцгеймера.

Как спорт работает как антидепрессант: три пути.
 
Первый путь - через моноамины. Физическая нагрузка повышает уровень серотонина, норадреналина и дофамина в префронтальной коре и гиппокампе. Причём не так, как лекарства (которые блокируют обратный захват), а за счёт увеличения синтеза и высвобождения. Это приводит к улучшению настроения, снижению тревоги и повышению мотивации. Эффект наступает не сразу, а через 2–4 недели регулярных тренировок - ровно столько же, сколько нужно антидепрессантам для начала работы.

Второй путь - противовоспалительный. При депрессии в мозге хронически повышен уровень провоспалительных цитокинов (IL-6, TNF-альфа). Спорт снижает этот уровень через выработку противовоспалительных интерлейкинов и через активацию блуждающего нерва.

Третий путь - через ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники. Хронический стресс и депрессия связаны с гиперреактивностью этой оси: кортизол слишком высокий и не снижается в нужные моменты. Регулярная нагрузка нормализует кортизоловый ритм, делая его утренний пик более выраженным, а вечерний - низким, что необходимо для здорового сна и восстановления.

Дофамин, рецепторы и тяга к стимуляторам: как спорт снижает зависимость.
 
Это ключевой механизм для вашего цикла. Хроническое употребление стимуляторов (например, из легких - кофеин и сахар) приводит к снижению плотности дофаминовых D2-рецепторов в прилежащем ядре. Мозг становится менее чувствительным к дофамину, и для получения того же удовольствия нужна всё большая доза. Физическая нагрузка действует в противоположном направлении: она повышает плотность D2-рецепторов и чувствительность дофаминовой системы. Исследования на животных показывают, что крысы с доступом к беговому колесу менее охотно потребляют кокаин, а если у них уже сформирована зависимость, то нагрузка снижает вероятность рецидива. У людей регулярные аэробные тренировки (бег, плавание, велосипед) снижают тягу к никотину, алкоголю и даже к кофеину. Механизм - не только дофамин. Спорт нормализует глутаматную систему (убирает избыточное возбуждение в центре подкрепления) и снижает активность миндалины (центр страха и стресса), которая часто запускает рецидив. Поэтому в программах лечения зависимостей всё чаще используют физическую нагрузку как поддерживающий метод.

Эйфория бегуна: мифы и реальность.
 
Не все её испытывают, и это нормально. Эйфория бегуна - это не гарантия, а потенциал. Она чаще возникает при длительной (более 30-40 минут) нагрузке средней и высокой интенсивности, когда заканчивается гликоген и организм переключается на жиры. В этот момент и происходит максимальный выброс эндоканнабиноидов. Но люди с разной генетикой каннабиноидных рецепторов могут испытывать эйфорию сильнее, слабее или не испытывать вовсе. Это не значит, что нагрузка не работает. Антидепрессивный эффект идёт не только через эйфорию, но и через BDNF, снижение воспаления и нормализацию дофамина. Более того, некоторые исследования показывают, что интенсивность не так важна, как регулярность. Ежедневная 30-минутная ходьба в быстром темпе даёт сравнимый антидепрессивный эффект с бегом, хотя эйфорию бегуна не вызовет.

Хороший стресс против плохого: зона оптимального возбуждения и перетренированность.
 
Стресс - это не всегда плохо. Эустресс (хороший стресс) - это когда нагрузка превышает текущие возможности организма ровно настолько, чтобы запустить адаптацию, но не сломать системы. Физическая нагрузка — классический пример эустресса. Вы поднимаете вес, который не можете поднять легко, но можете поднять с усилием. Ваш мозг и тело воспринимают это как вызов, а не угрозу. В ответ растут нейроны, укрепляются синапсы, повышается чувствительность рецепторов. Дистресс (плохой стресс) - это когда нагрузка слишком велика или слишком длительна, а восстановления недостаточно. В этом случае кортизол остаётся хронически высоким, BDNF падает, провоспалительные цитокины растут. Наступает состояние перетренированности: вы становитесь раздражительными, плохо спите, теряете мотивацию, иммунитет падает, и вы начинаете болеть. Это прямое следствие того, что ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники перестала нормально регулироваться. Перетренированность по симптомам напоминает депрессию, и её лечат только отдыхом. Золотой принцип - зона оптимального возбуждения: нагрузка должна быть такой, чтобы после тренировки вы чувствовали приятную усталость, а не разбитость, и к следующей тренировке восстанавливались полностью. Для большинства людей это 3–5 тренировок в неделю по 30–60 минут с интенсивностью 60–80% от максимальной частоты сердечных сокращений (формула 220 минус возраст).

Разные типы нагрузки - разные эффекты на мозг.
 
Аэробная нагрузка (бег, плавание, велосипед, быстрая ходьба) лучше всего повышает BDNF, улучшает память и когнитивные функции, снижает тревогу. Анаэробная нагрузка (силовые тренировки, спринты) лучше повышает дофаминовую чувствительность и снижает тягу к стимуляторам, а также сильнее влияет на уровень норадреналина - нейромедиатора фокуса и концентрации. Интервальная нагрузка (чередование взрывных и восстановительных фаз) даёт самый мощный выброс эндоканнабиноидов и эндорфинов - именно она чаще всего вызывает эйфорию бегуна. Йога и тайцзи - это отдельная история: они работают через блуждающий нерв и парасимпатическую систему, снижая кортизол и повышая ГАМК (тормозной нейромедиатор). Они лучше всего подходят для людей с хроническим стрессом и тревожными расстройствами, но дают минимальный дофаминовый эффект. Идеальная комбинация для мозга - аэробика 3 раза в неделю, плюс силовая 2 раза в неделю, плюс одна сессия например йоги или растяжки.

Адаптация к нагрузке: почему первые две недели самые тяжёлые.
 
Когда вы начинаете тренироваться после перерыва, первые 1-2 недели вы чувствуете только усталость, боль в мышцах и никакой эйфории. Это нормально. В этот период мозг и тело только запускают адаптацию: растут митохондрии в клетках, улучшается капилляризация мышц, увеличивается объём крови. Дофаминовая система и BDNF начинают меняться не раньше 2-3 недель. Самое опасное время — именно эти первые недели, когда люди бросают, потому что не получают обещанного удовольствия. Если перетерпеть, к 4-6 неделям появляется первый отчётливый эффект: после тренировки вы чувствуете не разбитость, а приятное расслабление и подъём настроения. К 8-12 неделям вы можете заметить, что тяга к сладкому, кофеину или алкоголю снизилась, а утреннее пробуждение стало легче. Это и есть работа нейропластичности.

Главное, что вынести.
 
Физическая нагрузка - единственное немедикаментозное вмешательство, которое одновременно повышает BDNF (рост нейронов), эндоканнабиноиды (эйфория и снижение тревоги), дофаминовую чувствительность (анти-зависимость) и снижает воспаление. По антидепрессивному эффекту она сопоставима с лекарствами при лёгкой и умеренной депрессии, но без побочных эффектов. Ключевое отличие от всех веществ, которые мы разобрали, - здесь нет передозировки, нет ломки, нет привыкания в смысле снижения эффекта. Есть только перетренированность при отсутствии восстановления. Эйфория бегуна - это реальность, но она приходит не сразу и не ко всем, а её отсутствие не отменяет антидепрессивного и дофамин-восстанавливающего эффекта. Самый опасный враг - первые две недели, когда удовольствия нет, а усталость есть. Если их пережить, мозг начнёт адаптироваться и постепенно сделает тренировки самым надёжным источником хорошего самочувствия без внешних веществ. И помните: не нужно бежать марафон. Ежедневная 30-минутная быстрая ходьба уже снижает риск депрессии на 30% и деменции на 20% - это доза-зависимый эффект, где любое количество лучше, чем ноль.



http://vk.com/neurophysiology