Джон Рэйти - Зажги себя! Жизнь – в движении. Революционное знание о влиянии физической активности на мозг

Хорошо известно, что одним из способов нарастить мускулатуру считается чередование ее напряжения и отдыха. Та же парадигма применима и к нервным клеткам, которые располагают встроенным механизмом самовосстановления, запускающимся благодаря умеренным стрессам. Замечательное свойство двигательной активности – как раз она-то и «включает» восстановление в мышцах и нейронах. После занятий наше тело и мозг становятся сильными и гибкими, лучше приспособленными для встречи с новыми вызовами, более устойчивыми и легко адаптирующимися к изменениям.

Регулярные аэробные занятия успокаивают тело. В результате оно оказывается готовым к восприятию стрессовых ситуаций еще до того, как в организм выбрасываются «гормоны стресса», а сердце начинает учащенно биться. Физические упражнения повышают порог реакций тела. В мозге умеренный стресс от двигательных нагрузок укрепляет инфраструктуру нейронной сети, заставляя гены продуцировать определенные белки, которые защищают нервные клетки от болезней и разрушения. Таким образом, это тоже повышает порог сопротивляемости нейронов различным стрессам.

Динамические процессы преодоления клетками стрессов и восстановления после этого идут по трем главным направлениям: окисления, обмена веществ и возбуждения .

Когда начинает работать нервная клетка, механизм обмена веществ в ней включается так же, как поджиг в металлургической печи. По мере того как глюкоза поступает в клетку, митохондрия превращает ее в аденозинтрифосфат (АТФ) [24] Аденозинтрифосфат выполняет важную роль в обмене энергии и веществ в организмах. Это универсальный источник энергии для всех биохимических процессов живых систем. Прим. перев . , который служит для клетки главным «топливом». При этом, как и в любом процессе химической трансформации, появляются сопутствующие побочные вредные агенты. Для клетки это окислительный, или оксидативный, стресс . В нормальных условиях она продуцирует энзимы, задача которых состоит в очистке клеточной структуры от свободных радикалов, то есть активных молекул с одним или несколькими непарными электронами, которые нарушают структуру клетки, «захватывая» электроны других молекул. Эти защитные энзимы – наши врожденные антиоксиданты.

Метаболический стресс возникает, когда клетки оказываются не в состоянии производить достаточное количество аденозинтрифосфата либо из-за недостатка глюкозы, либо из-за нарушения механизмов ее поступления.

Стресс от перевозбуждения нервных клеток (эксайтотоксический стресс) возникает, когда имеет место гиперактивность нейромедиаторов, для которой не хватает АТФ. Нейронам мало энергии, чтобы справиться с чрезвычайным потоком входящих сигналов. Если такая ситуация слишком долго продолжается без перерыва и восстановления, это грозит нервной клетке проблемами. Она близится к своей гибели, вынужденная работать без достаточного питания и самовосстановления. Ответвления нейронов уменьшаются в размерах и как бы «сохнут», что в итоге губит клетку. Это процесс нейродегенерации, лежащий в основе болезней Альцгеймера и Паркинсона и старения вообще. Именно благодаря углубленному изучению этих заболеваний ученые открыли естественные механизмы, с помощью которых организм противодействует этому процессу.

Исследование таких механизмов привело руководителя лаборатории нейрофизиологии Национального института геронтологии Марка Мэттсона к тому, что он начал «экономить» пищу для своих лабораторных крыс. Марк провел многочисленные эксперименты, в ходе которых целенаправленно сажал подопытных животных на диету. Он намеревался вызывать у них умеренный стресс на клеточном уровне – то есть заставлять организм производить относительно малое количество глюкозы и аденозинтрифосфата. И вот что обнаружил ученый: те мыши и крысы, которые потребляли 1⁄ 3калорий по сравнению с обычными, жили в среднем на 40 % дольше. Работы Мэттсона помогли идентифицировать защитные молекулы, вырабатывающиеся в теле человека как противодействие различным видам стресса, включая и аэробные упражнения.

Самыми мощными составляющими в этих защитных молекулах оказались производимые мозгом нейротрофины, инсулиноподобный фактор роста, фактор роста эндотелия сосудов и фактор роста фибробластов, о которых я рассказывал в главе 2. Для исследователей природы стресса нейротрофины представляют особый интерес, поскольку выполняют в организме двойную функцию – обеспечивают его энергией при обмене веществ и создают синаптическую пластичность. Синтез нейротрофинов косвенно активируется глутаматом, а тот, в свою очередь, производит в клетках антиоксиданты и защитные белки. Кроме того, как я уже отмечал, нейротрофины стимулируют долговременную потенциацию и рост новых клеток, усиливая таким образом мозг в борьбе со стрессами. Важность физической активности как средства для создания «иммунитета» против стрессов заключается в том, что она повышает производство факторов роста больше, чем какие-либо другие стимулы. Вдобавок к тому, что фактор роста эндотелия сосудов и фактор роста фибробластов вырабатываются в мозге, они генерируются еще и в результате мышечных сокращений, а затем по кровеносным сосудам попадают в мозг для укрепления нейронов. Это процесс – блестящий пример того, как наше тело влияет на мозг.