A testmozgás neurobiológiai hatásai - Neurobiological effects of physical exercise

A testmozgás neurobiológiai hatásai
Gyakorlati terápia  - orvosi beavatkozás
Egy nő, aki aerob edzést végez
ICD-9-CM	93,19
Háló	D005081
LOINC	73986-2
eMedicine	324583
[ szerkesztés a Wikidatában ]

A fizikai testmozgás neurobiológiai hatásai számosak, és számos, egymással összefüggő hatást foglalnak magukban az agy szerkezetére, az agyműködésre és a megismerésre . Az embereken végzett nagyszámú kutatás kimutatta, hogy a következetes aerob testmozgás (pl. Minden nap 30 perc) bizonyos kognitív funkciók tartós javulását , az agy génexpressziójának egészséges megváltozását , valamint a neuroplaszticitás és a viselkedési plaszticitás előnyös formáit idézi elő ; Néhány ilyen hosszú távú hatások közé tartoznak: megnövekedett neuron növekedési , megnövekedett neurológiai aktivitást (pl, c-Fos és BDNF jelző), javított stressz coping, fokozott kognitív viselkedés szabályozásában , javított deklaratív , térbeli , és dolgozó memória, és a strukturális és funkcionális az agyi struktúrák és a kognitív vezérléssel és memóriával kapcsolatos utak javulása . A testmozgásnak a kognícióra gyakorolt ​​hatása fontos hatással van a gyermekek és főiskolások tanulmányi teljesítményének javítására, a felnőttek termelékenységének javítására, a kognitív funkciók időskori megőrzésére , bizonyos neurológiai rendellenességek megelőzésére vagy kezelésére , valamint az általános életminőség javítására .

Egészséges felnőtteknél kimutatták, hogy az aerob testmozgás átmeneti hatásokat vált ki a kognícióban egyetlen edzés után, és tartós hatást gyakorol a kognícióra a rendszeres, több hónapos edzés után. Azok az emberek, akik rendszeresen végeznek aerob testmozgást (pl. Futás, kocogás , gyors gyaloglás, úszás és kerékpározás), magasabb pontszámot kapnak a neuropszichológiai funkció és a teljesítménytesztek során, amelyek bizonyos kognitív funkciókat mérnek, mint például a figyelem irányítása , a gátló kontroll , a kognitív rugalmasság , a munkamemória frissítése és kapacitás, deklaratív memória , térbeli memória és információfeldolgozási sebesség . A testmozgás kognícióra gyakorolt ​​átmeneti hatásai közé tartozik a legtöbb végrehajtó funkció (például a figyelem, a munkamemória, a kognitív rugalmasság, a gátló kontroll, a problémamegoldás és a döntéshozatal) javulása és az információfeldolgozás sebessége az edzés után akár 2 órán keresztül.

Az aerob testmozgás rövid és hosszú távú hatásokat vált ki a hangulatra és az érzelmi állapotokra, elősegítve a pozitív hatást , gátolva a negatív hatást és csökkentve az akut pszichológiai stresszre adott biológiai választ . Rövid távon az aerob testmozgás antidepresszánsként és euforiánsként is működik , míg a következetes testmozgás a hangulat és az önbecsülés általános javulását eredményezi .

A rendszeres aerob testmozgás javítja a különböző központi idegrendszeri rendellenességekhez társuló tüneteket, és ezeknek a betegségeknek kiegészítő terápiájaként alkalmazható. Világos bizonyítékok vannak a testmozgás kezelésének hatékonyságára a súlyos depressziós rendellenesség és a figyelemhiányos hiperaktivitási zavar esetén . Az American Academy of Neurology „s klinikai gyakorlatban iránymutatás az enyhe kognitív zavarban azt jelzi, hogy a klinikusok kell ajánlani a rendszeres testmozgás (hetente kétszer), hogy az egyének, akik már diagnosztizálták ezt a feltételt. A klinikai bizonyítékok áttekintése is alátámasztja a testmozgás kiegészítő neuroterápiás rendellenességek , különösen az Alzheimer -kór és a Parkinson -kór kiegészítő terápiájaként történő alkalmazását . A rendszeres testmozgás a neurodegeneratív rendellenességek kialakulásának alacsonyabb kockázatával is jár. Számos preklinikai bizonyíték és új klinikai bizonyíték támogatja a testmozgás kiegészítő terápiaként való alkalmazását a kábítószer -függőség kezelésében és megelőzésében . A rendszeres testmozgást az agydaganatok kiegészítő terápiájaként is javasolták .

Hosszútávú hatások

Neuroplaszticitás

A neuroplaszticitás az a folyamat, amelynek során az idegsejtek idővel alkalmazkodnak a zavarokhoz, és leggyakrabban az ingerek ismételt expozíciójának hatására lépnek fel. Az aerob testmozgás növeli a neurotróf faktorok (pl. BDNF , IGF-1 , VEGF ) termelését, amelyek közvetítik a kognitív funkciók és a memória különböző formáinak javulását azáltal, hogy elősegítik az erek képződését az agyban, a felnőttkori neurogenezist és a neuroplaszticitás más formáit. A következetes aerob testmozgás több hónapon keresztül klinikailag jelentős javulást eredményez a végrehajtó funkciókban és növeli a szürkeállomány térfogatát az agy szinte minden régiójában, a legjelentősebb növekedés az agyi régiókban következik be, amelyek végrehajtó funkciókat eredményeznek. Az agyi struktúrák, amelyek az aerob edzés hatására a szürkeállomány térfogatában a legnagyobb javulást mutatják, a prefrontális kéreg , a caudate mag és a hippocampus ; a szürkeállomány térfogatának kevésbé jelentős növekedése fordul elő az elülső cinguláris kéregben , a parietális kéregben , a kisagyban és a nucleus accumbensben . A prefrontális kéreg, a caudate mag és az elülső cingularis kéreg a dopamin és a norepinefrin rendszerek legjelentősebb agyi struktúrái közé tartozik , amelyek kognitív kontrollt eredményeznek. A gyakorlat által kiváltott neurogenezis (azaz a szürkeállomány térfogatának növekedése) a hippocampusban a térbeli memória mérhető javulásával jár . A magasabb fizikai alkalmassági pontszámok, a VO ₂ max értékkel mérve , jobb végrehajtó funkcióval, gyorsabb információfeldolgozási sebességgel és a hippokampusz, a caudate mag és a nucleus accumbens nagyobb szürkeállomány térfogatával járnak. A hosszú távú aerob testmozgás tartósan előnyös epigenetikai változásokkal is jár, amelyek javítják a stresszel való megküzdést, javítják a kognitív funkciókat és fokozzák az idegsejtek aktivitását ( c-Fos és BDNF jelzés).

Strukturális növekedés

Az idegképalkotó vizsgálatok áttekintései azt mutatják, hogy a következetes aerob testmozgás növeli a szürkeállomány térfogatát az agy szinte minden régiójában, és az agyi régiókban a memóriafeldolgozással, a kognitív vezérléssel, a motoros funkciókkal és a jutalmazással összefüggésben fokozottabb növekedés tapasztalható ; a szürkeállomány térfogatának legjelentősebb növekedése a prefrontális kéregben, a caudate magban és a hippocampusban figyelhető meg, amelyek többek között a kognitív funkciókat támogatják a kognitív kontrollt és a memória feldolgozását. Ezenkívül úgy tűnik, hogy a prefrontális kéreg, a hippokampusz és a cinguláris kéreg bal és jobb fele funkcionálisan jobban összekapcsolódik a következetes aerob edzés hatására. Három értékelés azt jelzi, hogy a prefrontális és a hippocampalis szürkeállomány térfogatának jelentős javulása tapasztalható azoknál az egészséges felnőtteknél, akik több hónapig rendszeresen végeznek közepes intenzitású gyakorlatokat. Az agy más régiói, amelyek a szürkeállomány térfogatának mérsékelt vagy kevésbé jelentős növekedését mutatják az idegképalkotás során, az elülső cinguláris kéreg , a parietális kéreg , a kisagy és a nucleus accumbens .

Bebizonyosodott, hogy a rendszeres testmozgás ellensúlyozza a hippocampus zsugorodását és a memóriazavarokat, amelyek természetesen a felnőttkor végén jelentkeznek. Az 55 év feletti ülő felnőttek évente 1-2% -os csökkenést mutatnak a hippocampalis volumenben. Egy 120 felnőtt mintát magában foglaló neuroképes vizsgálat kimutatta, hogy a rendszeres aerob testmozgáson való részvétel egy év alatt 2,12% -kal növelte a bal és a jobb hippocampus térfogatát. Az alacsony intenzitású nyújtó csoportba tartozó alanyoknál, akiknek a kiindulási szintjük magasabb volt, kisebb volt a hippokampális térfogatvesztésük, ami bizonyíték arra, hogy a testmozgás védelmet nyújt az életkorral összefüggő kognitív hanyatlás ellen. Általában azoknak az egyéneknek, akik többet gyakorolnak egy adott időszakban, nagyobb a hippokampális térfogatuk és jobb a memóriafunkciójuk. Az aerob testmozgásról azt is kimutatták, hogy növekedést idéz elő az elülső corpus callosum fehérállományában , amelyek általában az életkorral csökkennek.

Az agyi struktúrák különböző funkciói, amelyek a szürkeállomány térfogatának terhelés okozta növekedését mutatják, a következők:

• Prefrontális és elülső cinguláris kéregek- szükségesek a viselkedés kognitív ellenőrzéséhez, különösen: munkamemória , figyelemirányítás , döntéshozatal , kognitív rugalmasság , társadalmi megismerés és a viselkedés gátló kontrollja ; a figyelemhiányos hiperaktivitási zavarban (ADHD) és a függőségben
• Nucleus accumbens  - felelős az ösztönző figyelemfelkeltésért ("hiány" vagy vágy, a jutalommal járó motivációs forma ) és a pozitív megerősítésért ; szenvedélybetegségben
• Hippocampus  - a deklaratív memória és a térbeli memória tárolásáért és konszolidációjáért felelős ; szerepet játszik a depresszió
• Cerebellum  - felelős a motoros koordinációért és a motoros tanulásért
• Caudate mag-  felelős az inger-válasz tanulásért és a gátló kontrollért; részt vesz a Parkinson -kórban és az ADHD -ban
• Parietális kéreg  - felelős az érzékszervi észlelésért , a munkamemóriáért és a figyelemért

Állandó hatások a megismerésre

A megnövekedett szürkeállományú agyi struktúrák funkcionális szerepeivel összhangban a több hónapos rendszeres testmozgás bizonyítottan tartósan javítja számos végrehajtó funkciót és a memória számos formáját. Különösen a következetes aerob testmozgás bizonyította, hogy javítja a figyelem irányítását , az információfeldolgozás sebességét , a kognitív rugalmasságot (pl. Feladatváltás ), a gátló vezérlést , a munkamemória frissítését és kapacitását, a deklaratív memóriát és a térbeli memóriát . Egészséges fiatal és középkorú felnőtteknél a kognitív funkció javulásának hatásméretei a végrehajtó funkciók mutatóiban a legnagyobbak, a memória és az információfeldolgozási sebesség szempontjai szerint pedig kicsi vagy közepes. Előfordulhat, hogy az idősebb felnőtteknél az egyének kognitív előnyökkel járnak, ha részt vesznek legalább közepes intenzitású aerob és ellenálló edzésben. Az ülő életmódot folytató egyének hajlamosak a végrehajtó funkciók károsodására, összehasonlítva más, fizikailag aktívabb, nem edzőkkel. A gyakorlás és a végrehajtó funkciók között kölcsönös kapcsolatot is megfigyeltek: a végrehajtó kontroll folyamataiban, például a figyelemirányításban és a gátló kontrollban bekövetkezett javulás növeli az egyén gyakorlási hajlamát.

A hatások mechanizmusa

BDNF jelzés

A testmozgás egyik legjelentősebb hatása az agyra a BDNF , egy neuropeptid és hormon fokozott szintézise és expressziója az agyban és a periférián, ami fokozott jelátvitelt eredményez a receptor tirozin -kinázán , a tropomiozin -receptor -kináz B -n (TrkB) keresztül. Mivel a BDNF képes átjutni a vér -agy gáton , a magasabb perifériás BDNF szintézis szintén növeli a BDNF jelátvitelt az agyban. A BDNF jelátvitel gyakorlatok által kiváltott növekedése jótékony epigenetikai változásokhoz , kognitív funkciók javulásához, hangulathoz és memóriához kapcsolódik. Ezenkívül a kutatások nagymértékben támogatták a BDNF szerepét a hippokampusz neurogenezisében, a szinaptikus plaszticitásban és az idegjavításban. A közepes-nagy intenzitású aerob testmozgás, például futás, úszás és kerékpározás fokozza a BDNF bioszintézisét a myokin jelátvitel révén , ami akár háromszoros növekedést eredményez a vérplazmában és a BDNF-szintekben; a gyakorlatok intenzitása pozitívan korrelál a megnövekedett BDNF bioszintézis és expresszió nagyságával. A tanulmányok metaanalízise, ​​amely magában foglalta a testmozgás BDNF-szintekre gyakorolt ​​hatását, megállapította, hogy a következetes testmozgás mérsékelten növeli a nyugalmi BDNF-szintet is. Ennek fontos következményei vannak a testmozgásra, mint a stressz csökkentésének mechanizmusára, mivel a stressz szorosan összefügg a BDNF szintjének csökkenésével a hippocampusban. Valójában a tanulmányok azt sugallják, hogy a BDNF hozzájárul az antidepresszánsok szorongáscsökkentő hatásához. A testmozgás okozta BDNF-szintek növekedése segít visszafordítani a stressz okozta BDNF-csökkenést, amely rövid távon közvetíti a stresszt, és hosszú távon védelmet nyújt a stresszhez kapcsolódó betegségek ellen.

IGF-1 jelzés

Az IGF-1 egy peptid és neurotróf faktor, amely közvetíti a növekedési hormon néhány hatását ; Az IGF-1 élettani hatásait azáltal hozza létre, hogy kötődik egy specifikus receptor tirozin kinázhoz , az IGF-1 receptorhoz , hogy szabályozza a szövetek növekedését és átalakulását. Az agyban az IGF-1 neurotróf faktorként működik, amely a BDNF-hez hasonlóan jelentős szerepet játszik a megismerésben, a neurogenezisben és az idegsejtek túlélésében. A fizikai aktivitás az IGF-1 fokozott szintjével jár a vérszérumban , amelyről ismert, hogy hozzájárul a neuroplaszticitáshoz az agyban, mivel képes átjutni a vér-agy gáton és a vér-cerebrospinális folyadék gáton ; következésképpen az egyik felülvizsgálat megállapította, hogy az IGF-1 kulcsfontosságú közvetítője a testmozgás által kiváltott felnőttkori neurogenezisnek, míg egy második áttekintés olyan tényezőként jellemezte, amely összekapcsolja a "testképességet" és az "agyi erőnlétet". Az edzés során a vérplazmába kibocsátott IGF-1 mennyisége pozitívan korrelál az edzés intenzitásával és időtartamával.

VEGF jelzés

A VEGF egy neurotróf és angiogenikus (azaz az erek növekedését elősegítő) jelzőfehérje , amely két receptor tirozin kinázhoz , a VEGFR1 és a VEGFR2 receptorhoz kötődik , amelyek az agy neuronjaiban és gliasejtjeiben expresszálódnak . A hipoxia vagy a sejtek nem megfelelő oxigénellátása erősen szabályozza a VEGF expresszióját, és a VEGF neuroprotektív hatást fejt ki a hipoxiás neuronokban. A BDNF-hez és az IGF-1-hez hasonlóan az aerob testmozgás is kimutatták, hogy fokozza a VEGF bioszintézisét a perifériás szövetekben, ami ezután áthalad a vér-agy gáton, és elősegíti a neurogenezist és az erek kialakulását a központi idegrendszerben . A testmozgás által kiváltott VEGF jelátvitelről kimutatták, hogy javítja az agyi vér mennyiségét és hozzájárul a testmozgás által kiváltott neurogenezishez a hippocampusban.

GPLD1

2020 júliusában a tudósok arról számoltak be, hogy miután az egerek gyakorolják a májukat, a GPLD1 fehérjét választják ki , amely szintén emelkedett a rendszeresen sportoló idős embereknél, hogy ez összefügg az idős egerek kognitív funkcióinak javulásával és az egér máj által termelt GPLD1 mennyiségének növekedésével. öreg egerekben a géntechnológia révén számos előnnyel járhat a rendszeres testmozgás az agyuk számára-például a BDNF szintjének növekedése, a neurogenezis és a tesztekben a kognitív funkciók javulása.

Irisin

Az FNDC5 knock-out egereket és a keringő irizin szintjének mesterséges emelését végző tanulmány kimutatta, hogy az irizin jótékony kognitív hatásokat biztosít a fizikai gyakorlatoknak, és hogy olyan esztétikai mimikát szolgálhat egerekben, amelyekben "javíthatja mind a kognitív deficitet, mind a neuropatológiát" Alzheimer -kór egér modellek ". A mediátort és annak szabályozási rendszerét ezért vizsgálják, hogy lehetséges -e a kognitív funkciók javítására - vagy továbbfejlesztésére - vagy az Alzheimer -kór embereken való enyhítésére irányuló lehetséges beavatkozások. A kísérletek azt mutatják, hogy az irizin kapcsolódhat a BDNF szabályozásához és a neurogenezishez egerekben.

Rövid távú hatások

Átmeneti hatások a megismerésre

Amellett, hogy a kognícióra gyakorolt ​​tartós hatások több hónapos napi testmozgásból erednek, az akut testmozgás (azaz egyetlen gyakorlás) kimutatta, hogy átmenetileg javítja számos kognitív funkciót. Az egészséges fiatal és középkorú felnőttek akut testmozgásnak a kognícióra gyakorolt ​​hatásaira vonatkozó kutatások áttekintése és metaanalízise arra a következtetésre jutott, hogy az információfeldolgozás sebessége és számos végrehajtó funkció-beleértve a figyelmet, a munkamemóriát, a problémamegoldást, a kognitív rugalmasságot, a verbális folyékonyságot- , döntéshozatal és gátló kontroll-mind javul az edzés utáni 2 órában. A gyermekekkel végzett tanulmányok szisztematikus áttekintése azt is sugallta, hogy a végrehajtó funkcióban a gyakorlatok által előidézett javulások egy része nyilvánvaló az egyszeri gyakorlatok után, míg más szempontok (pl. Figyelmi kontroll) csak rendszeres rendszeres gyakorlás után javulnak. Más kutatások azonnali teljesítménybeli fejlesztéseket javasoltak az edzés során, például a gyakorlattal párhuzamosan javuló feldolgozási sebességet a vizuális munkamemória-feladatok során.

Gyakorlat okozta eufória

Folyamatos testmozgás képes egy átmeneti állapotban eufória  - a pozitív valenciájúként érzelmi állapotban bevonásával a tapasztalatok öröm és érzések mély elégedettség, ujjongás, és a jó közérzet - ami köznyelvben „ futó magas ” a távolság futás , vagy a " evezős magas " evezésben . A jelenlegi orvosi vélemények azt mutatják, hogy számos endogén eufória felelős a testmozgással kapcsolatos eufória, különösen a fenetilamin (endogén pszichostimuláns ), a β-endorfin ( endogén opioid ) és az anandamid ( endogén kannabinoid ) előállításáért.

Hatások a neurokémiára

β-fenil-etil-amin

Bioszintetikus utak a katekolaminok és nyomokban lévő aminok számára az emberi agyban L -fenilalanin L -tirozin L -DOPA Epinefrin Fenetil -amin p -tiramin Dopamin Norepinefrin N -metil -fenetil -amin N -metil -tiramin p -oktopamin Synephrine 3-metoxi-tiramin AADC AADC AADC elsődleges út PNMT PNMT PNMT PNMT ÁÁÁ ÁÁÁ agy CYP2D6 kisebb út COMT DBH DBH Emberben a katekolaminok és a fenetilaminerg nyomelemek az L-fenilalanin aminosavból származnak .

A β-fenil-etil- amin , amelyet általában fenetil- aminnak neveznek, emberi nyomelem, valamint erőteljes katekolaminerg és glutamaterg neuromodulátor , amelynek pszichostimuláns és euforáns hatása hasonló, és kémiai szerkezete hasonló az amfetaminhoz . Kimutatták, hogy harminc perc mérsékelt vagy nagy intenzitású testmozgás óriási növekedést okoz a vizeletben lévő β-fenil-ecetsavban , amely a fenetil-amin elsődleges metabolitja. Két áttekintés egy olyan vizsgálatot jegyzett meg, ahol a résztvevők körében a 24 órás átlagos β-fenil-ecetsav- koncentráció mindössze 30 perces intenzív edzés után 77% -kal nőtt a kiindulási koncentrációhoz képest nyugalmi kontroll alanyokban; a felülvizsgálatok azt sugallják, hogy a fenetil-amin szintézise élesen megnövekszik az egyén edzése közben, ezalatt gyorsan metabolizálódik a rövid, körülbelül 30 másodperces felezési ideje miatt. A nyugalmi állapotban, fenetil szintetizálódik katecholamin neuronokat a L - fenil-alanin által aromás aminosav dekarboxiláz (AADC) körülbelül ugyanabban az arány, amely a dopamin termelődik.

Ennek a megfigyelésnek a fényében az eredeti tanulmány és mindkét értékelés arra utal, hogy a fenetilamin kiemelkedő szerepet játszik a futómagaság hangulatjavító euforikus hatásainak közvetítésében , mivel mind a fenetilamin, mind az amfetamin erős euforizánsok .

β-endorfin

A β-endorfin (az " endo genous mo rphin e" -ből szerződött ) endogén opioid neuropeptid, amely kötődik a μ-opioid receptorokhoz , és eufóriát és fájdalomcsillapítást okoz . Egy metaanalitikus áttekintés megállapította, hogy a testmozgás jelentősen növeli a β-endorfin szekrécióját, és ez a szekréció összefüggésben van a javuló hangulatállapotokkal. A mérsékelt intenzitású edzés eredményezi a legnagyobb növekedést a β-endorfin szintézisben, míg a magasabb és alacsonyabb intenzitású edzésformák a β-endorfin szintézis kisebb növekedésével járnak . A β-endorfin és a testmozgás áttekintése megállapította, hogy az egyén hangulata javul a fizikai gyakorlatokat követő nap hátralévő részében, és hogy a hangulat pozitívan korrelál az általános napi fizikai aktivitással. Rágcsálóktól és emberektől származó adatok azonban azt mutatták, hogy az endogén endorfinok farmakológiai blokádja nem akadályozza meg a futó magas szintjének kialakulását, míg az endokannabinoidok blokkolása igen.

Anandamid

Az anandamid egy endogén kannabinoid és retrográd neurotranszmitter , amely kötődik kannabinoid receptorok (elsősorban CB ₁ ), viszont termelő eufória. Kimutatták, hogy az aerob testmozgás a plazma anandamid szintjének növekedését okozza, ahol ennek a növekedésnek a mértéke a legmagasabb mérsékelt edzésintenzitás mellett (azaz a ~ ⁠70⁠ – ⁠80⁠% maximális pulzusszám mellett gyakorolva). A plazma anandamid szintjének emelkedése pszichoaktív hatásokkal jár, mivel az anandamid képes átjutni a vér -agy gáton és hatni a központi idegrendszerre. Így, mivel az anandamid eufóráns, és az aerob testmozgás eufórikus hatásokkal jár, azt javasolták, hogy az anandamid részben közvetíti a testmozgás rövid távú hangulatjavító hatásait (pl. A futó eufóriája) a testmozgás okozta gyakoriságnövekedés révén annak szintézise.

Egerekben kimutatták, hogy a futó magas jellemzői a kannabinoid receptoroktól függenek. A kannabinoid jelátvitel farmakológiai vagy genetikai megzavarása a kannabinoid receptorokon keresztül megakadályozza a futás fájdalomcsillapító és szorongáscsökkentő hatását.

A kortizol és a pszichológiai stresszválasz

A "stresszhormon", a kortizol egy glükokortikoid, amely kötődik a glükokortikoid receptorokhoz . A pszichológiai stressz a hypothalamus -hypophysis -mellékvese tengely (HPA tengely) aktiválásával indukálja a kortizol felszabadulását a mellékveséből . A kortizolszint rövid távú növekedése adaptív kognitív javulással jár, például fokozott gátló kontroll; azonban a túlzottan magas expozíció vagy a magas szintű kortizol hosszú távú expozíciója károsítja a kognitív kontrollt, és neurotoxikus hatást gyakorol az emberi agyra. Például a krónikus pszichológiai stressz csökkenti a BDNF expresszióját, ami káros hatással van a hippokampális térfogatra, és depresszióhoz vezethet .

Fizikai stresszként az aerob testmozgás intenzitástól függően serkenti a kortizol kiválasztást; azonban ez nem eredményezi a kortizol termelés hosszú távú növekedését, mivel ez a testmozgás által kiváltott hatás a kortizolra válasz az átmeneti negatív energiamérlegre . Azok a személyek, akik nemrég gyakoroltak, javultak a stresszel szembeni viselkedésben. Aerob testmozgás növeli a fizikai állóképesség és csökkentheti neuroendokrin (azaz HPA ) reaktivitás és így csökkenti a biológiai válasz pszichés stressz emberben (pl csökkentett kortizol szintjének és legyengített szívfrekvencia válasz). A gyakorlat visszafordítja a stressz okozta BDNF expresszió és jelátvitel csökkenését az agyban, ezáltal pufferként hat a stresszhez kapcsolódó betegségek, például a depresszió ellen.

Glutamát és GABA

A glutamát , az egyik leggyakoribb neurokémiai anyag az agyban, egy izgató neurotranszmitter, amely részt vesz az agy működésének számos aspektusában, beleértve a tanulást és a memóriát. Állatmodellek alapján úgy tűnik, hogy a testmozgás normalizálja a glutamát neurotranszmissziójának túlzott mértékét a sejtmagba , amely a kábítószer -függőségben fordul elő. Az edzés neurokardiális funkciókra gyakorolt ​​hatásának áttekintése preklinikai modellekben megállapította, hogy a rostralis ventrolateralis medulla (RVLM) testmozgás által kiváltott neuroplaszticitása gátló hatást gyakorol a glutamatergikus neurotranszmisszióra ebben a régióban, ami viszont csökkenti a szimpatikus aktivitást ; a felülvizsgálat feltételezte, hogy ez a neuroplaszticitás az RVLM-ben olyan mechanizmus, amellyel a rendszeres testmozgás megakadályozza az inaktivitással összefüggő szív- és érrendszeri betegségeket .

Monoamin neurotranszmitterek

Acetilkolin

Hatások gyermekeknél

Sibley és Etnier (2003) metaanalízist végeztek, amely a gyermekek fizikai aktivitása és a kognitív teljesítmény közötti kapcsolatot vizsgálta. Jótékony kapcsolatról számoltak be az észlelési készségek, az intelligencia hányados, az eredmény, a verbális tesztek, a matematikai tesztek, a fejlettségi szint/tanulmányi felkészültség és egyéb kategóriákban, amelyekről megállapították, hogy nem kapcsolódnak a fizikai aktivitáshoz. A korreláció a 4–7 és a 11–13 éves korosztályban volt a legerősebb. Másrészt Chaddock és munkatársai (2011) olyan eredményeket találtak, amelyek ellentétben állnak Sibley és Etnier metaanalízisével. Tanulmányukban a hipotézis az volt, hogy az alacsonyabb testalkatú gyermekek gyengén teljesítenek a memória végrehajtó ellenőrzésében, és kisebb a hippokampális térfogatuk a magasabb fitt gyermekekhez képest. Ahelyett, hogy a fizikai aktivitás nem függne össze a memóriával a 4 és 18 év közötti gyermekeknél, előfordulhat, hogy a magasabb kondíciójú korai serdülők nagyobb hippokampális térfogattal rendelkeznek, mint az alacsonyabb kondíciójú serdülők. Chaddock és munkatársai korábbi tanulmánya szerint (Chaddock et al. 2010), a nagyobb hippokampális térfogat a memória jobb végrehajtó kontrollját eredményezné. Arra a következtetésre jutottak, hogy a hippokampális térfogat pozitívan kapcsolódik a relációs memória feladatok elvégzéséhez. Eredményeik az elsők, amelyek azt jelzik, hogy az aerob fittség összefügghet a kamaszkori agy agyának szerkezetével és működésével. Best (2010) metaanalízisében, amely a tevékenységnek a gyermekek végrehajtó funkciójára gyakorolt ​​hatását mutatja, két különböző kísérleti terv létezik az aerob testmozgás kognícióra történő értékelésére. Az első a krónikus testmozgás, amelyben a gyerekeket véletlenszerűen beosztják egy aerob edzéstervbe több héten keresztül, majd később értékelik. A második az akut testmozgás, amely az egyes foglalkozások után a kognitív működés azonnali változásait vizsgálja. Mindkettő eredménye azt sugallja, hogy az aerob testmozgás rövid ideig segítheti a gyermekek végrehajtó funkcióját, és befolyásolhatja a végrehajtó funkció tartósabb javulását is. Más tanulmányok azt sugallták, hogy a testmozgás nem függ össze a tanulmányi teljesítménnyel, talán a tanulmányi teljesítmény pontos meghatározásához használt paraméterek miatt. Ez a tanulmányi terület az oktatási testületek középpontjába került, amelyek döntéseket hoznak arról, hogy a testnevelést be kell -e építeni az iskolai tantervbe, mennyi időt kell szentelni a testnevelésre, és annak más tanulmányi tantárgyakra gyakorolt ​​hatását.

Egy másik tanulmány megállapította, hogy a hatodik osztályos tanulók, akik hetente legalább háromszor vettek részt erőteljes fizikai aktivitásban, a legmagasabb pontszámot kapták azokhoz képest, akik mérsékelt vagy egyáltalán nem végeztek fizikai aktivitást. Azok a gyerekek, akik részt vettek az erőteljes fizikai tevékenységekben, átlagosan három ponttal magasabb pontszámot értek el matematikai, természettudományi, angol és világtanulmányokból álló tanulmányi vizsgájukon.

Állatkísérletek azt is kimutatták, hogy a testmozgás hatással lehet az agy fejlődésére az élet korai szakaszában. Azok az egerek, amelyek hozzáfértek a futó kerekekhez és más hasonló edzőeszközökhöz, jobb idegsejtekben növekedtek a tanulásban és a memóriában részt vevő idegrendszerekben. Az emberi agy neuroképzése hasonló eredményeket hozott, ahol a testmozgás az agy szerkezetének és működésének megváltozásához vezet. Egyes vizsgálatok összefüggésbe hozták az alacsony aerob fitnesz szintet az idősebb felnőttekben károsodott végrehajtó funkcióval rendelkező gyermekeknél, de egyre több bizonyíték van arra, hogy a szelektív figyelem, a válaszgátlás és az interferencia -ellenőrzés hiányával is összefüggésbe hozható.

Hatások a központi idegrendszeri rendellenességekre

A testmozgás, mint a drogfüggőség megelőzése és kezelése

A klinikai és preklinikai bizonyítékok azt mutatják, hogy a következetes aerob testmozgás, különösen az állóképességi gyakorlat (pl. Maratoni futás ) valójában megakadályozza bizonyos kábítószer -függőségek kialakulását, és hatékony kiegészítő kezelés a kábítószer -függőség, és különösen a pszichostimuláns függőség kezelésére. A következetes aerob testmozgás nagyságrendileg (azaz időtartam és intenzitás szerint) csökkenti a kábítószer-függőség kockázatát, amely úgy tűnik, hogy a kábítószer okozta, függőséggel összefüggő neuroplaszticitás megfordításával jelentkezik. Az egyik felülvizsgálat megállapította, hogy a testmozgás megakadályozhatja a kábítószer-függőség kialakulását azáltal, hogy megváltoztatja a ΔFosB vagy a c-Fos immunreaktivitást a striatumban vagy a jutalomrendszer más részeiben . Ezenkívül az aerob testmozgás csökkenti a pszichostimuláns önbeadást, csökkenti a kábítószer-keresés visszaállítását (azaz visszaesését), és ellentétes hatásokat vált ki a striatális dopamin receptor D ₂ (DRD2) jelátvitelében (megnövekedett DRD2 sűrűség), mint a kóros stimulánsok alkalmazása ( csökkent DRD2 sűrűség). Következésképpen a következetes aerob testmozgás jobb kezelési eredményekhez vezethet, ha a kábítószer -függőség kiegészítő kezeléseként alkalmazzák. 2016 -tól további klinikai kutatásokra van szükség a mechanizmusok megértéséhez és a testmozgás hatékonyságának megerősítéséhez a kábítószer -függőség kezelésében és megelőzésében.

A függőséggel kapcsolatos plaszticitás összefoglalása

A neuroplaszticitás vagy viselkedési plaszticitás formája	Erősítő típusa						Források
	Ópiátok	Pszichostimulánsok	Magas zsírtartalmú vagy cukros ételek	Nemi közösülés	Fizikai gyakorlat (aerob)	környezeti dúsítás
ΔFosB expresszió a nucleus accumbens D1 típusú MSN - ekben	↑	↑	↑	↑	↑	↑
Viselkedési plaszticitás
A bevitel fokozása	Igen	Igen	Igen
Pszichostimuláns keresztérzékenység	Igen	Nem alkalmazható	Igen	Igen	Csillapított	Csillapított
Pszichostimuláns önigazgatása	↑	↑	↓		↓	↓
Pszichostimuláns kondicionált helypreferencia	↑	↑	↓	↑	↓	↑
A drogkereső magatartás visszaállítása	↑	↑			↓	↓
Neurokémiai plaszticitás
CREB foszforiláció a nucleus accumbensben	↓	↓	↓		↓	↓
Érzékeny dopamin válasz a nucleus accumbensben	Nem	Igen	Nem	Igen
Megváltozott striatális dopamin jelzés	↓ DRD2 , ↑ DRD3	↑ DRD1 , ↓ DRD2 , ↑ DRD3	↑ DRD1 , ↓ DRD2 , ↑ DRD3		↑ DRD2	↑ DRD2
Megváltozott striatális opioid jelzés	Nincs változás vagy ↑ μ-opioid receptorok	↑ μ-opioid receptorok ↑ κ-opioid receptorok	↑ μ-opioid receptorok	↑ μ-opioid receptorok	Nincs változás	Nincs változás
Változások a striatális opioid peptidekben	↑ dynorphin Nincs változás: enkephalin	↑ dinorfin	↓ enkefalint		↑ dinorfin	↑ dinorfin
Mezokortikolimbikus szinaptikus plaszticitás
A dendritek száma a nucleus accumbensben	↓	↑		↑
A gerinc dendritikus sűrűsége a accumbens magban	↓	↑		↑

Figyelemhiányos hiperaktív rendellenesség

A rendszeres testmozgás, különösen az aerob testmozgás hatékony kiegészítő kezelés az ADHD kezelésére gyermekeknél és felnőtteknél, különösen, ha stimuláló gyógyszerekkel (azaz amfetamin vagy metilfenidát ) kombinálják , bár a tünetek javítására a legjobb intenzitású és típusú aerob edzés nem jelenleg ismert. Különösen a rendszeres aerob testmozgás hosszú távú hatásai az ADHD-s egyénekben a jobb viselkedés és a motoros képességek, a jobb végrehajtó funkciók (beleértve a figyelmet, a gátló irányítást és a tervezést , többek között kognitív területeken), gyorsabb információfeldolgozási sebesség és jobb memória. A szülő-tanár értékelése a viselkedési és társadalmi-érzelmi eredményekről a rendszeres aerob testmozgás hatására a következők: jobb általános funkció, csökkent ADHD tünetek, jobb önbecsülés, csökkent szorongás és depresszió, kevesebb szomatikus panasz, jobb tanulmányi és osztálytermi viselkedés, valamint javult a társadalmi viselkedés. A stimuláló gyógyszeres kezelés közben végzett testmozgás fokozza a stimuláló gyógyszerek hatását a végrehajtó funkcióra. Úgy gondolják, hogy a testmozgás ezen rövid távú hatásait a szinaptikus dopamin és a norepinefrin fokozott bősége közvetíti az agyban.

Súlyos depressziós rendellenesség

Számos orvosi felülvizsgálat azt jelezte, hogy a testmozgásnak markáns és tartós antidepresszáns hatása van az emberekben, és ezt a hatást feltételezhetően az agy fokozott BDNF -jelátvitele közvetíti . Számos szisztematikus áttekintés elemezte a fizikai gyakorlatok lehetőségeit a depressziós rendellenességek kezelésében . A Cochrane Collaboration 2013 -as áttekintése a depresszióra gyakorolt ​​fizikai gyakorlatokról megállapította, hogy korlátozott bizonyítékok alapján hatékonyabb, mint a kontroll beavatkozás, és összehasonlítható a pszichológiai vagy antidepresszáns gyógyszerekkel. Három későbbi, 2014 -es szisztematikus felülvizsgálat, amelyek elemzésében a Cochrane -felülvizsgálat is szerepelt, hasonló megállapításokkal zárult: az egyik azt jelezte, hogy a fizikai gyakorlat hatékony kiegészítő kezelésként (azaz együttes kezelésként) antidepresszáns gyógyszerekkel; a másik kettő azt jelezte, hogy a testmozgásnak kifejezett antidepresszáns hatása van, és azt javasolta, hogy a fizikai aktivitást kiegészítő kezelésként vegyék figyelembe az enyhe -közepes depresszió és általában a mentális betegségek esetén. Egy szisztematikus áttekintés megállapította, hogy a jóga hatékony lehet a prenatális depresszió tüneteinek enyhítésében . Egy másik felülvizsgálat azt állította, hogy a klinikai vizsgálatokból származó bizonyítékok alátámasztják a fizikai gyakorlatok hatékonyságát a depresszió kezelésében 2–4 hónapos időszakban. Ezeket az előnyöket idős korban is észlelték, a 2019 -ben végzett felülvizsgálat szerint a testmozgás hatékony kezelés az idősebb felnőttek klinikailag diagnosztizált depressziójában.

A 2016 júliusi metaanalízis arra a következtetésre jutott, hogy a fizikai gyakorlatok javítják a depresszióban szenvedő emberek általános életminőségét a kontrollokhoz képest.

Agydaganatok

Enyhe kognitív károsodás

Az American Academy of Neurology „s január 2018 frissítésének az a klinikai gyakorlatban iránymutatás az enyhe kognitív zavarban kimondja, hogy a klinikusok kellene ajánlani a rendszeres testmozgás (hetente kétszer), hogy az egyének, akik már diagnosztizálták ezt a feltételt. Ez az útmutató mérsékelt mennyiségű, kiváló minőségű bizonyítékon alapul, amely alátámasztja a rendszeres fizikai gyakorlatok hatékonyságát (hetente kétszer 6 hónapos időszak alatt) a kognitív tünetek javítása érdekében enyhe kognitív károsodásban szenvedőknél.

Neurodegeneratív rendellenességek

Alzheimer kór

Az Alzheimer -kór egy agykérgi neurodegeneratív rendellenesség és a demencia legelterjedtebb formája , amely az összes demencia -eset körülbelül 65% -át teszi ki; a kognitív funkciók károsodása, a viselkedési rendellenességek és a mindennapi élet alapvető tevékenységeinek csökkent képessége jellemzi . A randomizált , 3–12 hónapos kontrollos vizsgálatok két meta-analitikus szisztematikus áttekintésében megvizsgálták a fizikai gyakorlatok hatását az Alzheimer-kór fent említett jellemzőire. A felülvizsgálatok azt találták, hogy a fizikai gyakorlatok jótékony hatást gyakorolnak a kognitív funkciókra, a kognitív hanyatlás mértékére és az Alzheimer -kórban szenvedők napi életvitelének elvégzésére. Egy áttekintés azt sugallta, hogy a transzgenikus egérmodellek alapján az edzés Alzheimer -kórra gyakorolt ​​kognitív hatásai az amiloid plakk mennyiségének csökkenéséből adódhatnak .

A Caerphilly Prospective tanulmány 2375 férfi alanyt követett 30 év alatt, és többek között az egészséges életmód és a demencia összefüggését vizsgálta. A Caerphilly -tanulmány adatainak elemzései azt találták, hogy a testmozgás alacsonyabb demencia gyakorisággal és a kognitív károsodás csökkenésével jár. A longitudinális vizsgálatok későbbi szisztematikus áttekintése azt is megállapította, hogy a magasabb fizikai aktivitás a demencia és a kognitív hanyatlás kockázatának csökkenésével jár; ez a felülvizsgálat továbbá azt állította, hogy a fokozott fizikai aktivitás ok -okozati összefüggésben van ezekkel a csökkent kockázatokkal.

Parkinson kór

A Parkinson -kór (PD) olyan mozgászavar, amely olyan tüneteket okoz, mint a bradykinesia , a merevség, a remegés és a gyenge járás .

Kramer és munkatársai (2006) áttekintése megállapította, hogy egyes neurotranszmitter rendszereket pozitívan befolyásol a testmozgás. Néhány tanulmány arról számolt be, hogy javult az agy egészsége és a kognitív funkciók a testmozgás miatt. Kramer és munkatársai (1999) egyik tanulmánya szerint az aerob edzés javította az agy frontális és prefrontális régiói által támogatott végrehajtó kontroll folyamatokat. Ezek a régiók felelősek a PD -s betegek kognitív hiányáért, azonban feltételezések voltak, hogy a PD -betegek homloklebenyének neurokémiai környezetében mutatkozó különbség gátolhatja az aerob testmozgás előnyeit. Nocera és kollégái (2010) egy esettanulmányt végeztek ezen irodalom alapján, ahol korai és közepes stádiumú PD-s résztvevőket adtak a résztvevőknek, és a kontrollcsoport kognitív/nyelvi értékelését gyakorlatokkal. Az egyének hetente háromszor 20 percig aerob edzést végeztek 8 héten keresztül egy helyhez kötött edzési cikluson keresztül. Azt találták, hogy az aerob testmozgás számos kognitív funkciót javított, ami bizonyítékot szolgáltat arra, hogy az ilyen gyakorlatok előnyösek lehetnek a PD -ben szenvedő betegek számára.

Lásd még

Megjegyzések

Hivatkozások