Спорт делает мозг энергичнее на клеточном уровне. Какие тренировки заряжают нейроны и спасают от Альцгеймера

Зачем мозгу нужны митохондрии

Энергия почти во всех клетках организма существует в виде молекул АТФ (аденозинтрифосфата). Митохондрии непрерывно синтезируют АТФ из питательных веществ.

Чем больше в клетке митохондрий, тем больше энергии она может произвести.

Когда человек решает сложную задачу, нейроны активно расходуют АТФ. Если митохондрий мало или они работают плохо, запас энергии быстро истощается. Возникает чувство умственной усталости: человек теряет концентрацию, отвлекается и хуже запоминает информацию.

Как спорт помогает создавать новые митохондрии

Мышцы адаптируются к спорту за счет митохондриального биогенеза — создания новых митохондрий. За счет этого у организма появляется больше сил, чтобы справляться с новыми нагрузками. Долгое время физиологи не знали, распространяется ли этот эффект на центральную нервную систему.

В 2011 году группа исследователей из Университета Южной Каролины показала на мышах, что этот процесс происходит и в мозге.

Как отмечает ученый-генетик Ольга Борисова, регулярные тренировки в течение всего одного месяца повышают содержание митохондрий на 30–100%, а их объемную плотность — на 40%.

Спорт помогает нейронам питаться

Создать новые митохондрии недостаточно — им нужно топливо для переработки его в энергию.

Известно, что подпиткой для мозга служит глюкоза. Но профессор интегративной биологии Джордж Брукс доказал, что у мозга есть более предпочтительный источник энергии — лактат (молочная кислота).

Лактат образуется в мышцах во время интенсивных физических нагрузок. Когда человек бежит или поднимает тяжести, мышцы экстренно сжигают углеводы для получения энергии. Побочным продуктом этой реакции и становится молочная кислота. Чем активнее тренировка, тем больше ее вырабатывается.

Долгие годы спортивная медицина считала лактат токсичным отходом, из-за которого болят мышцы. Брукс доказал, что лактат не отравляет организм. Из мышц он попадает в кровоток и поднимается к головному мозгу, где его перехватывают и поглощают нейроны.

Для митохондрий внутри нейрона это идеальное питание. Обычную глюкозу нервной клетке нужно долго расщеплять, тратя на это время и ресурсы. Лактат — это уже переработанный продукт. Митохондрии сжигают его мгновенно, превращая в чистую клеточную энергию.

В результате нейроны работают быстрее. Мозг эффективнее обрабатывает информацию, легче концентрируется на сложных задачах, а человек дольше не чувствует умственной усталости.

Таким образом, спорт в прямом смысле подпитывает мозг.

Как спорт защищает от клеточного старения

С возрастом митохондрии мутируют, теряют мощность и погибают. Это одна из главных причин возрастного ухудшения интеллекта и развития болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Канадский врач и биолог Марк Тарнопольски из Университета Макмастера изучает связь митохондрий и старения. В серии экспериментов и клинических наблюдений команда Тарнопольски показала, что регулярные тренировки на выносливость останавливают деградацию митохондриальной сети.

Тарнопольски утверждает, что комбинация кардионагрузок и силовых тренировок — на сегодняшний день единственное научно доказанное средство, способное обратить вспять возрастную дисфункцию митохондрий на клеточном уровне.

Профессор РАН Егор Плотников также отмечает, что физическая активность тренирует митохондриальный аппарат. Во время занятий спортом клетки временно испытывают дефицит кислорода. Слабые митохондрии при этом погибают, а остаются только самые жизнестойкие органеллы, способные переносить высокие нагрузки.

Какие конкретно тренировки сделают мозг энергичнее

Чтобы увеличить количество митохондрий и обеспечить нейроны лактатом, профессиональный спорт не нужен. Подойдут два формата тренировок.

1. Умеренное кардио

Продолжительные нагрузки низкой интенсивности заставляют организм создавать новые митохондрии. Сигналом к их росту служит белок PGC-1α — главный регулятор энергетического обмена.

Подойдут:

• бег трусцой;
• спокойное плавание;
• езда на велосипеде;
• интенсивная ходьба.

Как выполнять

Следите, чтобы пульс было в диапазоне 110–130 ударов в минуту. Если вы можете говорить связными предложениями, не задыхаясь, то темп верный. Занимайтесь от 30 до 60 минут, 2–3 раза в неделю.

2. Интервальные нагрузки

Если кардио помогает строить новые митохондрии, то анаэробные нагрузки производят для них лактат.

Подойдут:

Высокоинтенсивные интервальные тренировки (ВИИТ / HIIT), короткие спринты или круговые силовые подходы.

Вот пример ВИИТ тренировок:

• бег на месте (в том числе с высоким подниманием колен),
• прыжки на скакалке,
• берпи (высокоинтенсивное упражнение, совмещающее приседание, планку, отжимание и прыжок),
• выпады с подскоком.

Как выполнять

После завершения цикла стоит отдохнуть 1–2 минуты, затем повторить 2–4 раза.

Мышечное жжение на последних секундах рывка означает, что произошел выброс лактата. Вскоре он доберется до мозга и станет ресурсом для умственной работы.

При этом слишком высокая интенсивность может создать избыточный окислительный стресс, который навредит клеткам.

Учтите, что митохондриальная сеть живет по принципу «используй или потеряешь». Если полностью прекратить занятия спортом, объем митохондрий возвращается к исходному минимуму за 3–4 недели. Резерв энергии упадет, и мозг снова начнет быстро утомляться. Поэтому регулярность умеренных нагрузок крайне важна.

Почему спреи с пептидами и добавки не заменят физические нагрузки

Биохакеры вводят себе митохондриальные пептиды (например, MOTS-c), чтобы получать энергию без тренировок. В организме такие молекулы действительно помогают регулировать обмен веществ. Но если вводить их извне — колоть инъекции или использовать назальные спреи — эффект не гарантирован.

Врачи предупреждают: большинство подобных препаратов не проходили клинических испытаний. Никто не знает, как прием таких стимуляторов скажется на здоровье в долгосрочной перспективе.