Новое исследование показывает, что физические упражнения повышают уровень химического вещества, участвующего в росте клеток мозга, что способствует высвобождению гормона дофамина, отвечающего за «хорошее самочувствие». Известно, что дофамин играет ключевую роль в движении, мотивации и обучении.
Эксперты давно поняли, что регулярный бег повышает активность дофамина в мозге и может защитить нервные клетки от повреждения. Кроме того, прошлые исследования связывали вызванное физическими упражнениями повышение уровня запускающего дофамин химического вещества, называемого мозговым нейротрофическим фактором (BDNF), и уровней дофамина с улучшением обучения и памяти. Однако точный способ взаимодействия этих трех факторов до сих пор оставался неясным.
Исследование, проведенное исследователями из Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете, показало, что у мышей, бегающих на колесе в течение 30 дней, высвобождение дофамина в дорсальном слое, части мозга, участвующей в движении, увеличилось на 40% по сравнению с уровнями у мышей, которые не тренировался. Бегуны также продемонстрировали увеличение уровня BDNF почти на 60% по сравнению с их не бегущими коллегами. Примечательно, что увеличение высвобождения дофамина оставалось повышенным даже после недели отдыха. Кроме того, при искусственном снижении уровня BDNF бег не приводил к дополнительному выбросу дофамина.
«Наши результаты показывают, что BDNF играет ключевую роль в долговременных изменениях, которые происходят в мозге в результате бега», — говорит ведущий автор исследования и нейробиолог Гвендалина Бастиоли, доктор философии. «Эти результаты не только помогают объяснить, почему упражнения заставляют вас двигаться, думать и чувствовать себя лучше, они также показывают, что эти преимущества сохраняются, даже если вы не тренируетесь каждый день», — добавляет Бастиоли, научный сотрудник с докторской степенью в Департаменте неврологии в Университете Нью-Йорка. NYU Langone Health.
По словам Бастиоли, в то время как исследователи ранее измеряли активность дофамина во время бега, новое исследование дает представление о долгосрочном поведении гормона и его влиянии на мозг после прекращения упражнений. Отчет публикуется онлайн 16 мая в Journal of Neuroscience.
Для исследования исследователи предоставили десяткам мышей-самцов неограниченный доступ либо к свободно вращающемуся колесу, либо к заблокированному колесу, которое не могло двигаться. Через месяц команда измерила выброс дофамина и уровни BDNF в срезах мозга. Они повторили тот же процесс на новой группе грызунов, некоторые из которых были генетически модифицированы, чтобы производить вдвое меньше BDNF, чем обычные мыши.
Авторы исследования отмечают, что пациентов с болезнью Паркинсона и другими двигательными расстройствами часто лечат препаратами, имитирующими действие дофамина на двигательные нейроны . Однако механизм роли дофамина в этом защитном эффекте упражнений не был тщательно исследован.
«Наши результаты помогают нам понять, почему физические упражнения облегчают симптомы болезни Паркинсона, а также нейропсихиатрических расстройств , таких как депрессия», — говорит старший автор исследования и нейробиолог Маргарет Райс, доктор философии. «Теперь, когда мы знаем, почему физическая активность помогает, мы можем исследовать ее как средство усиления или даже замены приема препаратов, повышающих уровень дофамина, у этих пациентов».
Райс, профессор кафедры нейрохирургии, неврологии и физиологии Нью-Йоркского университета в Лангоне, предупреждает, что, хотя предварительные результаты на грызунах были многообещающими, для полного понимания роли BDNF и дофамина в развитии болезни Паркинсона потребуются будущие исследования на людях .
Она добавляет, что в дальнейшем исследовательская группа планирует изучить взаимосвязь между физическими упражнениями и этими химическими веществами у самок мышей, которые заметно бегают чаще, чем самцы. Кроме того, исследователи намерены непосредственно изучить, действительно ли у активных мышей улучшились двигательные навыки по сравнению с теми, у кого ограничена физическая активность.
