Каким образом физические упражнения противостоят депрессии, вызванной стрессом

How physical exercise protects the brain from stress-induced depression Источник    http://news.cision.com/karolinska-institutet/r/how-physical-exercise-protects-the-brain-from-stress-induced-depression,c9651271?utm_content=buffer114e2&utm_medium=social&utm_source=linkedin.com&utm_campaign=buffer Перевод эксперта FPA Сергея Струкова

Физические упражнения оказывают многостороннее положительное влияние на здоровье человека, включая предотвращение вызванной стрессом депрессии. Тем не менее, до настоящего времени механизм, лежащий в основе предохраняющего эффекта, оставался неизвестен. В новом эксперименте на мышах исследователи из Каролинского института (Швеция) показали, что выполнение упражнений запускают изменения в скелетных мышцах, которые способны очистить кровь от субстанций, накапливающихся при стрессе и опасных для мозга. Исследование опубликовано в известном журнале Cell.

«В нейробиологическом смысле мы в действительности не знаем, что такое депрессия. Наше исследование предоставляет новый фрагмент головоломки, так как объясняет защитные биохимические изменения, вызванные упражнениями, которые предохраняют мозг от повреждений при стрессе», - говорит Миа Линдског (Mia Lindskog), научный сотрудник кафедры неврологии Каролинского института.

Известно, что содержание белка PGC – 1a1 увеличивается в скелетных мышцах при упражнениях и обуславливает положительное влияние физической активности на состояние мышц. В исследовании учёные использовали генетически изменённых мышей с высоким уровнем PGC-1a1 в скелетных мышцах, которые проявляют многие характеристики хорошо тренированных мышц (даже без тренировок). 

Изменённых и нормальных мышей, выступающих в качестве контроля, поместили в стрессовые условия: громкие звуки, вспышки света и нарушенный циркадный ритм с нерегулярными интервалами. Спустя 5 недель лёгкого стресса у обычных мышей развилось депрессивное поведение, в то время как у генетически изменённых (с характеристиками хорошо тренированных мышц) симптомов депрессии не проявлялось.

«Наша изначальная гипотеза для исследований предполагала, что тренированные мышцы производят вещество, благотворно влияющее на мозг. Но фактически мы обнаружили обратное: хорошо тренированные мышцы производят фермент, которых очищает организм от вредных веществ. Так что в этом контексте функция мышцы напоминает почечную или печёночную», - говорит Джордж Руас (Jorge Ruas), главный исследователь кафедры физиологии и фармакологии Каролинского института.

Исследователи обнаружили, что у мышей с более высокими уровнями PGC-1a1 в мышцах также высокий уровень ферментов KAT. КАТ преобразовывают вещество, образующееся при стрессе (кинуренин), в кинуреновую кислоту, которая не может проникать из крови в мозг. Точная функция кинуренина не известна, но высокие уровни этого вещества могут обнаруживаться у пациентов с психическими расстройствами. В этом исследовании учёные показали, что при получении кинуренина нормальными мышами у них развивается депрессия, в то время как влияния мышей с повышенным PGC-1a1 не обнаружено. Фактически, у таких животных никогда не выявляются повышенные уровни кинуренина в крови, так как фермент КАТ хорошо тренированных мышц работает как защитный механизм, быстро преобразуя его в кинуреновую кислоту.

«Вероятно, наша работа открывает новый фармакологический подход к лечению депрессии, с возможностью влиять на функции скелетных мышц вместо прямого воздействия на мозг. Скелетные мышцы, по-видимому, проявляют детоксикационный эффект, который своим действием способен защитить мозг повреждений и связанных с ними психических заболеваний», - говорит Джордж Руас.

Депрессия является распространённым в мире психическим расстройством, которым, по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), страдают более 350 миллионов человек.

---

На основе публикации: ‘Skeletal Muscle PGC-1a1 Modulates Kynurenine Metabolism and Mediates Resilience to Stress-Induced Depression’, Leandro Z. Agudelo, Teresa Femenía, Funda Orhan, Margareta Porsmyr-Palmertz, Michel Goiny, Vicente Martinez-Redondo, Jorge C. Correia, Manizheh Izadi, Maria Bhat, Ina Schuppe-Koistinen, Amanda Pettersson, Duarte M. S. Ferreira, Anna Krook, Romain Barres, Juleen R. Zierath, Sophie Erhardt, Maria Lindskog, and Jorge L. Ruas, Cell , online 25 September 2014.

Сахар, который делает умнее

Многие люди любят тренироваться в наушниках, в которых играет заводная музыка. Такие люди мотивирует себя ритмами рока или техно, чтобы лучше потренировать мышцы или сердце, забывая про мозг. Я заметил, что во время тренировки приходят откровения - решения на жизненно важные проблемы. Например, если я долго не могу понять, в чем проблема клиента - не худеет, не растет, что-то болит - то решение может прийти во время тренировки.

Всем известно, что решение может прийти во сне, как это описано в случае с Менделеевым, которому приснилась таблица химических элементов. Но, я не помню, чтобы кто-то из ученых говорил, что сделал открытие во время утренней пробежки. Хотя, был описан случай одним пенсионером, который потерял свою записную книжку. Во время пробежек постепенно он вспомнил все важные номера телефонов.

И мои наблюдения и наблюдения пенсионера говорят о том, что мозг под нагрузкой работает иначе, чем на диване. Скорее всего это связано с общим кровотоком. Чем больше общий кровоток, тем больше получают крови удаленные участки тела - удаленные от сердца. Например, от бега усиливается кровоток и в малом тазу, поэтому улучшается эрекция. Для тех, кто интересуется развитием не только мышц и половых органов, но и работой мозга, есть хорошая новость: мозг во время физической нагрузки тоже питается лучше, благодаря усилению общего кровотока.

Люди, которые привыкли работать умственно, а не физически, скажут, что на физкультуру у них нет времени, поэтому они просто будут есть больше сладостей, ведь всем известно, что мозгу нужнее сахар. Это тоже решение, только не самого человека, а его части мозга - гипоталамуса.

Гипоталамус - это часть мозга, которая управляет постоянством среды. Например, гипоталамус следит за уровнем сахара в крови. Уровень сахара в крови важен для всего мозга и это знают те, кто испытывал состояние гипогликемии - падение уровня сахара в крови.

Я много раз наблюдал такие падения сахара и падения людей, с ним связанные. Обычно это происходит у неопытных "спортсменов". Когда человек только начинает самостоятельно свой путь в спорте, он может взять нагрузку, которая превышает возможности его организма - возможности накапливать сахара про запас.

Человеку не нужен сахар в организме, если есть холодильник в нескольких шагах. Однако, хорошая тренировка может потребовать более тысячи килокалорий энергии - примерно триста грамм сахара. Именно столько сахара носят в своих мышцах и печени люди с опытом тренировок, на случай появления тренировки. У людей без такого опыта таких запасов нет.

Когда, вдохновлённый мотивационным роликом, юноша с наушниками громкой музыки на голове начинает прокачивать кровью свои мышц - запасы его сахара быстро истощаются и у него сначала появляется неадекватное поведение - агрессия или веселость, - потом быстро наступает головокружение, и наконец, потеря сознания. Бесперебойная подача сахара в мозг - это очень важно для сохранения ясности мышления.

Однако высокий уровень сахара в крови тоже нарушает работу мозга. Например, одним из симптомов высокого сахара является сонливость. Мой отец всегда требовал, чтобы я садился за уроки не раньше, чем через полтора часа после обеда, когда уровень сахара приходит в норму.

Получается странная штука: высокий сахар приводит к сонливости, а низкий сахар к потере сознания - и то, и другое отключает мозг. Мозгу это не нравится и он добивается нормального уровня сахара в крови с помощью гипоталамуса.

Сахар для мозга действительно важен, но количество сахара поставляемое в мозг зависит от кровотока, с которым этот сахар поступает. У людей на диване плохой кровоток, но мозгу требуется много сахара. Для обработки большого потока событий с экрана телевизора, нужна активная работа мозга. Как гипоталамус решает эту проблему?

Не увеличивая кровоток, гипоталамус обеспечивает мозг сахаром, повышая его уровень в крови. То, что раньше было излишком, становится нормой - нормой для мозга, но не для мышц. Мышцам на диване много сахара не нужно, поэтому у мышечных клеток возникает сопротивляемость - резистентность к высокому сахару.

Увеличение потоков информации требует более интенсивной и долгой работы мозга, а комфорт в быту снимает нагрузку с мышц. Требования мозга к сахару в крови нарастают, а требования мышц, наоборот, - падают. Кровоток уменьшается, а уровень сахара растет. Растет норма сахара в крови! Это диабет.

Вернемся к моим наблюдениям и опыту пенсионера, который во время тренировок вспомнил номера телефонов из потерянной записной книжки. Во время физической нагрузки, повышенный кровоток увеличивает сахар, который поставляется не только в мышцы, но и в мозг.

Когда Академик Павлов высказывал свое мнение о депрессиях и самоубийствах, то говорил, что причиной суицида является отсутствие цели и физической активности. Я бы объединил эти две причины. Во время тренировки появляются мысли о жизни и о том, что делать - это и есть постановка цели.

Мои близкие заметили, что после тренировки у меня повышается настроение и оно носит доброжелательный характер, а после поедания сладостей веселость становится агрессивной. Американские матери, - когда они только начинали работать, но еще заботились о воспитании своих детей, на заре борьбы с рекламой сладостей, - утверждали, что сладкое портит поведение детей - они становятся неуправляемыми. Физкультура, наоборот, успокаивает.

Вообще возникновение хороших идей связывают с увеличением кровотока в мозге. Например, один японский изобретатель признался, что откровения к нему приходят незадолго до смерти. Перед тем, как сделать открытие он погружается в бассейн и ждет прихода идеи. Ученый признался, что лучшие идеи приходили в самый последний момент.

Это явление часто объясняют через поставку кислорода в мозг. Если задержать дыхание, то уровень углекислого газа в крови нарастает, а для мозга - это сигнал нехватки кислорода. В этот момент резко расширяются сонные артерии и кровь сильнее течет в мозг. Можно сказать, что все дело в кислороде, но очевидно, что дело в кровотоке; и кто знает, что приводит к появлению идей - кислород или сахар, которые поступают через кровь?

О том, что общий кровоток улучшает работу мозга знал и чемпион мира по шахматам Боби Фишер. Перед ответственными соревнованиями он не жалел времени на то, чтобы плавать в бассейне. Он чувствовал, что плавание улучшает его игру, а не простое поедание сладостей.

Нейробиолог Савельев провел большое исследование - изучил мозги одаренных и обычных людей после смерти. Статистика показала, что, в среднем, мозг гения тяжелее мозга обывателя. Было бы неплохо подумать над тем, как накачать не только мышц, но и мозг.

Мне неизвестно точно, можно ли накачать мозг, но я верю, что его можно сохранить. Без достаточного количества крови нейроны мозга умирают - после отказа сердца весь мозг умирает за шесть минут. Клетки мозга питаются кровью и зависят от общей массы кровеносной системы. Сонные артерии разветвляются в голове на большое количество мелких сосудов - капилляров. Физкультура растит капилляры не только в мышцах, но и в мозге. При широкой капиллярной сетке питание мозга лучше, а вероятность умирания нейронов от инфарктов или инсультов меньше.

Сегодня придумали много таблеток, которые улучшают микроциркуляцию крови в мозге - их часто прописывают старикам при слабоумии. Однако, мне больше нравится физкультура, потому что она уберегает и от инсульта, и от диабета. В свою очередь, таблетки от инсульта плюс таблетки от диабета убивают печень и почки.

Вы можете по прежнему думать, что вам для мозга нужен сахар, но, по крайней мере, теперь вы знаете, что вашему мозгу нужен кровяной сахар; и если задачку решать через сладости на работе или дома перед телевизором, то готовьтесь к диабету или инсульту ближе к пенсии; а после пенсии - к слабоумию. Хотя, может к тому времени ученые что-нибудь придумают. Или нет.

Любовь к острому влияет на уровень тестостерона у мужчин.

Исследование французских ученых показало, что мужчины, употребляющие острую пищу, имеют более высокий уровень тестостерона, следовательно, и повышенную сексуальную активность. Результаты проведенной работы представлены в журнале Physiology & Behavior.

В исследовании приняли участие 144 человека в возрасте от 18 до 44 лет. В рамках эксперимента мужчины ели картофельное пюре, добавляя по вкусу острый соус чили или соль (контрольная группа), после чего по образцу слюны у испытуемых проверили уровень тестостерона. Как оказалось, те, кто добавлял больше всего острого соуса, имели наиболее высокий уровень мужского полового гормона. При этом связи между тестостероном и количеством потребляемой соли обнаружено не было.

«Тестостерон взаимосвязан с финансовыми, сексуальными и поведенческими рисками, что и подталкивает его обладателей к поиску новых острых ощущений, – слова одного из авторов статьи Лорана Беге (Laurent Begue) из университета Гренобля. – А в данном случае речь идет о связи между риском и вкусом».

Исследователи предположили, что острая пища может способствовать повышению уровня тестостерона, а высокий уровень тестостерона, в свою очередь, может усиливать тягу мужчин к острой пище. Однако такая склонность может быть обусловлена и другими причинами. Например, мужчины с высоким уровнем тестостерона могут предпочесть остры соус чили из-за его агрессивного красного цвета (предыдущие исследования уже обнаружили связь межу ними), или такая склонность является следствием привычки, идущей из детства.