Нейробиологические эффекты физических упражнений

Нейробиологические эффекты физических упражнений многочисленны и включают в себя широкий спектр взаимосвязанных эффектов на структуру мозга, функции мозга и когнитивные функции . многочисленные исследования на людях показали, что последовательное аэробные упражнения (например, 30 минут каждый день) вызывает стойкое улучшение отдельных когнитивных функций, здоровые изменения в экспрессии генов в мозге, и полезные формы нейропластичности и поведенческой пластичности; некоторые из них долгосрочные эффекты включают: увеличение нейрона роста, повышение нервной деятельности (например, с-Фос и BDNF в сигнализация), улучшенное совладание со стрессом , усиленный когнитивный контроль поведения , улучшенная декларативная , пространственная и рабочая память, а также структурные и функциональные улучшения в структурах мозга и путях, связанных с когнитивным контролем и памятью. влияние физических упражнений на познание иметь важные последствия для улучшения успеваемости у детей и студентов, повышения продуктивности взрослого, сохранение когнитивных функций в пожилом возрасте, профилактики или лечения определенных неврологических заболеваний, а также повышению качества жизни.

Было показано, что у здоровых взрослых людей аэробные упражнения вызывают преходящее воздействие на когнитивные функции после одного сеанса упражнений и стойкое воздействие на когнитивные функции после регулярных упражнений в течение нескольких месяцев. Люди, которые регулярно выполняют аэробные упражнения (например, бег, бег трусцой, быстрая ходьба, плавание и езда на велосипеде) имеют большие показатели на нейропсихологические функции и тесты , которые измеряют определенные когнитивные функции, такие как управление вниманием, тормозного контроля, когнитивную гибкость, рабочую память, обновление и потенциал, декларативной памяти, пространственная память и скорость обработки информации . переходные эффекты физических упражнений на познания включают в себя улучшения в большинстве исполнительных функций (например, внимания, рабочая память, когнитивная гибкость, ингибиторный контроль, решение проблем и принятие решений) и скорость обработки информации на срок до 2 часов после занятий.

Аэробные упражнения вызывают краткосрочное и долгосрочное воздействие на настроение и эмоциональные состояния , способствуя позитивному аффекту , подавляя негативный аффект и уменьшая биологическую реакцию на острый психологический стресс . в течение короткого периода времени аэробные упражнения действуют как антидепрессант и эйфориант , в то время как последовательные физические упражнения приводят к общему улучшению настроения и самооценки .

Регулярные аэробные упражнения улучшают симптомы, связанные с различными расстройствами центральной нервной системы, и могут использоваться в качестве дополнительной терапии этих расстройств. Существует четкое доказательство эффективности физиотерапевтического лечения при серьезных депрессивных расстройствах и синдроме дефицита внимания с гиперактивностью . руководство Американской академии неврологии по клинической практике для легких когнитивных нарушений указывает, что врачи должны рекомендовать регулярные физические упражнения (два раза в неделю) лицам, у которых было диагностировано это состояние. Обзоры клинических данных также поддерживают использование физических упражнений в качестве дополнительной терапии для некоторых нейродегенеративных расстройств , в частности болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона . регулярные физические нагрузки также связаны с более низким риском развития нейродегенеративных нарушений. большое количество доклинических данных и новых клинических данных поддерживают использование физических упражнений в качестве дополнительной терапии для лечения и профилактики наркомании . регулярные физические упражнения также были предложены в качестве дополнительной терапии для рака головного мозга.

Долгосрочные эффекты

Нейропластичность

Нейропластичность - это процесс, посредством которого нейроны со временем приспосабливаются к нарушению, и чаще всего это происходит в ответ на повторное воздействие стимулов. аэробная тренировка увеличивает продукцию нейротрофических факторов [Примечание 1] (например, BDNF , IGF-1 , VEGF ) которые посредничают улучшения в когнитивных функциях и различных формах памяти путем повышать образование кровеносного сосуда в мозге, взрослом нейрогенезе, [примечание 2] и других формах neuroplasticity. последовательная аэробная тренировка в течение нескольких месяцев вызывает клинически значимое улучшение исполнительных функций и увеличенный объем серого вещества почти во всех областях мозга, с наиболее заметным увеличением, происходящим в областях мозга, которые порождают исполнительные функции. в структурах мозга, которые показывают значительные улучшения в объеме серого вещества в ответ на аэробные упражнения являются префронтальная кора, хвостатое ядрои гиппокамп; менее значительное увеличение в объеме серого вещества происходят в передней поясной коры, теменной коры, мозжечка, и прилежащем ядре. Префронтальная кора, хвостатое ядро и передняя поясная кора являются одними из наиболее значимых структур головного мозга в системах дофамина и норадреналина, которые вызывают когнитивный контроль.Вызванный физическими упражнениями нейрогенез (т. е. увеличение объема серого вещества) в гиппокампе связан с измеряемыми улучшениями в пространственной памяти . более высокие показатели физической подготовленности, измеренные VO 2 max, связаны с лучшей исполнительной функцией, более быстрой скоростью обработки информации и большим серым веществом объем гиппокампа, хвостатого ядра и прилежащего ядра. длительная аэробная тренировка также связана с постоянными благоприятными эпигенетическими изменениями, которые приводят к улучшению стресса, улучшению когнитивных функций и повышению нейрональной активности ( сигнализация c-Fos и BDNF).

Структурный рост

Комментарии нейровизуализации исследования показывают, что согласуется аэробные упражнения увеличивает серое вещество объемом в почти всех отделах мозга, при этом более выраженный рост наблюдается в областях мозга, связанных с памятью обработка, регуляции, двигательных функций, и награда; наиболее заметным прирост в объеме серого вещества наблюдаются в префронтальной коре, хвостатом ядре и гиппокампе, которые поддерживают когнитивный контроль и обработка памяти, среди других когнитивных функций. Более того, левая и правая половины префронтальной коры, гиппокамп и поясная кора, по-видимому, становятся более функционально взаимосвязанными в ответ на последовательные аэробные упражнения. три обзора показывают, что заметные улучшения в объеме префронтального и гиппокампального серого вещества происходят у здоровых взрослых людей, которые регулярно участвуют в упражнениях средней интенсивности в течение нескольких месяцев. другие области головного мозга, которые демонстрируют умеренное или менее значительное увеличение объема серого вещества во время нейровизуализации, включают переднюю поясную кору, теменную кору, мозжечок и ядро прирастает .

Было показано, что регулярные физические упражнения противодействуют усыханию гиппокампа и нарушению памяти, что естественным образом происходит в позднем взрослом возрасте. сидячие взрослые старше 55 лет показывают снижение объема гиппокампа на 1-2% ежегодно. нейровизуализационное исследование с выборкой из 120 взрослых показало, что участие в регулярных аэробных упражнениях увеличивало объем левого гиппокампа на 2,12% и правого гиппокампа на 1,97% в течение одного года. Испытуемые в группе низкоинтенсивного растяжения, которые имели более высокий уровень физической подготовки в исходном состоянии, показали меньшую потерю объема гиппокампа, что свидетельствует о том, что физические упражнения являются защитными от возрастного когнитивного снижения. в целом, люди, которые больше тренируются в течение определенного периода времени, имеют больший объем гиппокампа и лучшую функцию памяти. было показано также , что аэробные упражнения индуцируют рост в трактах белого вещества в передней мозолистой оболочке тела, которые обычно сжимаются с возрастом.

Различные функции структур головного мозга, которые показывают вызванное физическими упражнениями увеличение объема серого вещества, включают в себя:

• Префронтальные и передние поясные коры-необходимые для когнитивного контроля поведения, в частности: рабочая память, управление вниманием , принятие решений, когнитивная гибкость, социальное познание и тормозной контроль поведения; вовлечены в синдром дефицита внимания с гиперактивностью (СДВГ) и наркоманию
• Nucleus accumbens-ответственный за стимулирование значимости ("хотение" или желание, форма мотивации, связанная с вознаграждением ) и позитивное подкрепление; вовлечен в аддикцию [51]
• Гиппокамп-ответственный за хранение и консолидацию декларативной памяти и пространственной памяти; вовлечен в депрессию
• Мозжечок-ответственный за координацию движений и моторное обучение
• Хвостатое ядро-ответственно за обучение стимул-ответ и ингибиторный контроль; вовлечено в болезнь Паркинсона и СДВГ
• Теменная кора головного мозга – отвечает за сенсорное восприятие, рабочую память и внимание

Постоянное воздействие на когнитивные функции

Смотрите также: Исполнительные функции

Было показано, что регулярные физические упражнения в течение нескольких месяцев постоянно улучшают многочисленные исполнительные функции и несколько форм памяти, что согласуется с функциональными ролями структур головного мозга, которые демонстрируют повышенные объемы серого вещества. в частности, в соответствии аэробные упражнения, как было показано для улучшения внимания Управления,

скорость обработки информации, когнитивной гибкости (например, переключение задач), тормозного контроля, рабочую память, обновление и потенциал,

декларативной памяти, и пространственной памяти. У здоровых людей молодого и среднего возраста величина эффекта улучшения когнитивных функций наиболее велика для показателей исполнительных функций и незначительна до умеренной для аспектов памяти и скорости обработки информации. возможно, что у пожилых людей люди получают когнитивную пользу, принимая участие как в аэробных, так и в резистентных упражнениях типа по крайней мере умеренной интенсивности. лица, ведущие малоподвижный образ жизни, как правило, имеют нарушенные исполнительные функции по сравнению с другими более физически активными нетренировщиками. Была также отмечена взаимная связь между физическими упражнениями и исполнительными функциями: улучшение процессов исполнительного контроля, таких как контроль внимания и тормозной контроль, усиливает склонность индивида к физическим упражнениям.

Механизм действия

Дополнительная информация: Myokine

BDNF сигнализация

См. также: Нейротрофический фактор головного мозга

Одним из наиболее значительных эффектов физических упражнений на мозг является повышенный синтез и экспрессия BDNF, нейропептида и гормона, в головном мозге и периферии, что приводит к усилению сигнализации через его рецепторную тирозинкиназу, тропомиозиновую рецепторную киназу B (TrkB). поскольку BDNF способен пересекать гематоэнцефалический барьер, более высокий периферический синтез BDNF также увеличивает сигнализацию BDNF в мозге. вызванное физическими упражнениями повышение уровня BDNF-сигнализации связано с благоприятными эпигенетическими изменениями, улучшением когнитивных функций, улучшением настроения и улучшением памяти. кроме того, исследования обеспечена значительная поддержка на роль BDNF в гиппокампального нейрогенеза, синаптической пластичности нервной системы и ремонт. участие в умеренно-высокой интенсивности аэробных упражнений, таких как бег, плавание и езда на велосипеде увеличивает аппликация биосинтез через myokine сигнализации, что приводит к трехкратному повышению в плазме крови и уровня BDNF; интенсивность упражнений положительно коррелирует с величиной фактора BDNF увеличивается биосинтез и выражения. Метаанализ исследований, посвященных влиянию физических упражнений на уровень BDNF, показал, что последовательные физические упражнения также незначительно повышают уровень BDNF в состоянии покоя. Это имеет важное значение для физических упражнений как механизма снижения стресса, поскольку стресс тесно связан со снижением уровня BDNF в гиппокампе. На самом деле, исследования показывают, что BDNF способствует снижению тревожности антидепрессантов. Повышение уровня BDNF, вызванное физическими упражнениями, помогает обратить вспять вызванное стрессом снижение BDNF, которое опосредует стресс в краткосрочной перспективе и буферизует связанные со стрессом заболевания в долгосрочной перспективе.]

Сигнализация IGF-1

Смотрите также: Инсулиноподобный фактор роста 1

IGF-1-это пептид и нейротрофический фактор , который опосредует некоторые эффекты гормона роста; IGF-1 вызывает свои физиологические эффекты , связываясь со специфической рецепторной тирозинкиназой, рецептором IGF-1, чтобы контролировать рост и ремоделирование тканей.[66] в головном мозге, ИФР-1 действует как нейротрофический фактор, который, как фактора BDNF, играет значительную роль в познании, нейрогенез и нейрональную выживаемость. физической активности связано с повышением уровня ИФР-1 в сыворотке крови, который, как известно, способствует нейропластичности головного мозга благодаря способности переходить гематоэнцефалический барьер и гематоэнцефалический барьер; следовательно, один обзор отметил, что IGF-1 является ключевым медиатором индуцированного физическими упражнениями взрослого нейрогенеза, в то время как второй обзор охарактеризовал его как фактор, который связывает "фитнес тела" с "фитнесом мозга". Количество ИФР-1, выделяющегося в плазму крови во время физической нагрузки, положительно коррелирует с интенсивностью и продолжительностью физической нагрузки.

Сигнализация VEGF

Смотрите также: Сосудистый эндотелиальный фактор роста

VEGF - это нейротрофический и ангиогенный (то есть стимулирующий рост кровеносных сосудов) сигнальный белок, который связывается с двумя рецепторными тирозинкиназами VEGFR1 и VEGFR2, которые экспрессируются в нейронах и глиальных клетках мозга. Гипоксия, или недостаточное снабжение клеток кислородом, сильно повышает экспрессию VEGF, и VEGF оказывает нейропротекторное действие на гипоксические нейроны.[68] как и BDNF и IGF-1, аэробные упражнения, как было показано, увеличивают биосинтез VEGF в периферической ткани, которая впоследствии пересекает гематоэнцефалический барьер и способствует нейрогенезу и образованию кровеносных сосудов в периферической ткани. центральная нервная система. было показано, что индуцированное физической нагрузкой увеличение передачи сигналов VEGF улучшает объем мозговой крови и способствует индуцированному физической нагрузкой нейрогенезу в гиппокампе.]

GPLD1

В июле 2020 года ученые сообщили, что после мышей проявлять свою печень секретируют белок GPLD1, который также повышен у пожилых людей, которые занимаются спортом регулярно, что это связано с улучшением когнитивных функций у старых мышей и о том, что увеличение GPLD1 производится мышкой в печени старых мышей с помощью генной инженерии могут принести множество преимуществ регулярных физических упражнений для их мозгов – такие, как увеличение фактора BDNF-уровни, нейрогенез, а также улучшение когнитивных функций в тестах.

Краткосрочные эффекты

Преходящие эффекты на познание

См. также: Исполнительные функции

В дополнение к постоянному воздействию на когнитивные функции, возникающему в результате нескольких месяцев ежедневных физических упражнений, было показано, что острые физические упражнения (то есть один приступ физических упражнений) временно улучшают ряд когнитивных функций. Обзоры и метаанализ исследований влияния острой физической нагрузки на когнитивные способности у здоровых людей молодого и среднего возраста показали, что скорость обработки информации и ряд исполнительных функций – включая внимание, рабочую память, решение проблем, когнитивную гибкость, беглость речи, принятие решений и тормозной контроль – улучшаются в течение периода до 2 часов после физической нагрузки. Систематический обзор исследований, проведенных на детях, также показал, что некоторые из вызванных физическими упражнениями улучшений в исполнительных функциях проявляются после одиночных упражнений, в то время как другие аспекты (например, контроль внимания) улучшаются только после последовательных упражнений на регулярной основе. другие исследования предложили немедленные перформативные улучшения во время упражнений, такие как одновременное улучшение скорости обработки данных во время выполнения задач визуальной рабочей памяти.

Вызванная физическими упражнениями эйфория

Дополнительную информацию о нейронных субстратах познания удовольствия смотрите в разделе Гедонические горячие точки.

Непрерывные упражнения могут производить кратковременные состояния эйфории – это положительно valenced аффективные состояния с привлечением опыта удовольствия и чувства глубокого удовлетворения, радости, и благополучия, которое в просторечии известен как "второе дыхание" в дистанции или "гребец высокий" в академической гребле. современной медицины отзывы свидетельствуют о том, что ряд эндогенных эйфориантах ответствены для производить упражнения, связанные с эйфорией, а конкретно фенилэтиламин (эндогенная психостимулятор), β-эндорфина (в эндогенных опиоидных), и анандамид (либо эндогенные каннабиноиды).

Влияние на нейрохимию

β-фенилэтиламин

Биосинтетические пути для катехоламинов и следовых Аминов в человеческом мозге

В организме человека катехоламины и фенилэтиламинергические микроамины образуются из аминокислоты L-фенилаланина.

β-фенилэтиламин, обычно называемый фенилэтиламином, является человеческим следовым Амином и мощным катехоламинергическим и глутаматергическим нейромодулятором, обладающим сходными психостимулирующими и эйфорирующими эффектами и сходной химической структурой с амфетамином. в двух обзорах отмечено исследование, в котором средняя суточная мочевая β-фенилуксусная кислота концентрация среди участников всего 30 минут интенсивной физической нагрузки увеличился на 77% по отношению к исходной концентрации в покое субъектов управления; отзывы свидетельствуют, что фенилэтиламин синтез резко увеличивается, хотя отдельные упражнения, во время которого он быстро метаболизируется из-за его короткого периода полувыведения примерно 30 секунд. в состоянии покоя фенэтиламин синтезируется в катехоламиновых нейронах из L-фенилаланина ароматической аминокислотой декарбоксилазой (AADC) примерно с той же скоростью, с которой производится допамин.

В свете этого наблюдения оригинальная статья и оба обзора предполагают, что фенэтиламин играет заметную роль в опосредовании повышающих настроение эйфорических эффектов бегуна высокого уровня, поскольку как фенэтиламин, так и амфетамин являются сильными эйфориантами.

β-эндорфин

β-эндорфин (сокращенно от "эндогенного morphine") - эндогенный опиоидный нейропептид , который связывается с μ-опиоидными рецепторами, в свою очередь вызывая эйфорию и облегчение боли.метааналитический обзор показал, что физические упражнения значительно увеличивают секрецию β-эндорфина и что эта секреция коррелирует с улучшением настроения. упражнения умеренной интенсивности вызывают наибольшее увеличение синтеза β-эндорфина, в то время как более высокие и более низкие формы упражнений связаны с меньшим увеличением синтеза β-эндорфина.[81] обзор по β-эндорфину и физические упражнения отметили, что настроение человека улучшается в течение оставшейся части дня после физических упражнений и что его настроение положительно коррелирует с общим ежедневным уровнем физической активности.]

38 Гц Выработка эндорфина.

Анандамид

Анандамид-это эндогенный каннабиноид и ретроградный нейромедиатор, который связывается с каннабиноидными рецепторами (в первую очередь CB1), в свою очередь вызывая эйфорию. Было показано, что аэробные упражнения вызывают повышение уровня анандамида в плазме крови, причем величина этого повышения наиболее высока при умеренной интенсивности упражнений (то есть при максимальной частоте сердечных сокращений ~70-80%).[82] повышение уровня анандамида в плазме связано с психоактивными эффектами, поскольку анандамид способен пересекать гематоэнцефалический барьер и действовать в пределах центральной нервной системы.] Таким образом, поскольку анандамид является эйфориантом, а аэробные упражнения связаны с эйфорическими эффектами, было высказано предположение, что анандамид частично опосредует кратковременные эффекты подъема настроения от физических упражнений (например, эйфория бегуна) через вызванное физическими упражнениями увеличение его синтеза.

На мышах было продемонстрировано, что некоторые особенности бегуна high зависят от каннабиноидных рецепторов. Фармакологическое или генетическое нарушение каннабиноидной сигнализации с помощью каннабиноидных рецепторов предотвращает обезболивающее и успокаивающее действие бега.

Кортизол и реакция на психологический стресс

Схема гипоталамо–гипофизарно-надпочечниковой оси

См. также: Влияние стресса на память

"Гормон стресса", кортизол, является глюкокортикоидом , который связывается с глюкокортикоидными рецепторами. психологический стресс вызывает выброс кортизола из надпочечников , активизируя гипоталамо–гипофизарно–надпочечниковой оси (ГГН оси). краткосрочное повышение уровня кортизола связаны с адаптивных когнитивных улучшений, таких как улучшенная тормозного контроля; однако, чрезмерно высокий уровень воздействия или длительного воздействия высоких уровнях кортизола вызывает нарушения в регуляции и имеет нейротоксическое воздействие на мозг человека. Например, хронический психологический стресс снижает экспрессию BDNF, что оказывает пагубное влияние на объем гиппокампа и может привести к депрессии.

Будучи физическим стрессором, аэробные упражнения стимулируют секрецию кортизола в зависимости от интенсивности; однако они не приводят к долгосрочному увеличению выработки кортизола, поскольку это вызванное физическими упражнениями воздействие на кортизол является реакцией на преходящий отрицательный энергетический баланс. аэробные упражнения повышают физическую форму и снижают нейроэндокринную (то есть ось ГПА) реактивность и, следовательно, снижает биологическую реакцию на психологический стресс у человека (например, снижение высвобождения кортизола и ослабление реакции сердечного ритма).[ физические упражнения также обращают вспять вызванное стрессом снижение экспрессии BDNF и сигнальных сигналов в мозге, тем самым действуя как буфер против связанных со стрессом заболеваний, таких как депрессия.

Глутамат и ГАМК

Глутамат, один из самых распространенных нейрохимических веществ в головном мозге, является возбуждающим нейротрансмиттером, участвующим во многих аспектах функции мозга, включая обучение и память. основываясь на моделях животных, физические упражнения, по-видимому, нормализуют избыточные уровни глутамата нейромедиации в прилежащее ядро, что происходит при наркомании. в обзоре влияния физических упражнений на нейрокардиальную функцию в доклинических моделях отмечено, что индуцированная физическими нагрузками нейропластичность рострального вентролатерального продолговатого мозга (RVLM) оказывает ингибирующее действие на глутаматергическую нейротрансмиссию в этой области, в свою очередь снижая симпатическую активность ; обзор предположил, что эта нейропластичность в RVLM является механизмом, с помощью которого регулярные физические упражнения предотвращают сердечно-сосудистые заболевания, связанные с инактивацией .

Моноаминовые нейротрансмиттеры

Дополнительная информация: Утомление центральной нервной системы

Эффекты у детей

Sibley и Etnier (2003) провели метаанализ, который изучал взаимосвязь между физической активностью и когнитивными показателями у детей. они сообщили о благоприятной взаимосвязи в категориях перцептивных навыков, коэффициента интеллекта, достижений, вербальных тестов, математических тестов, уровня развития/академической готовности и других, за исключением памяти, которая оказалась не связанной с физической активностью. корреляция была наиболее сильной для возрастных диапазонов 4-7 и 11-13 лет. С другой стороны, Chaddock и коллеги (2011) обнаружили результаты, которые контрастировали с метаанализом Сибли и Этнье. В их исследовании была выдвинута гипотеза о том, что дети с более низкой физической формой будут плохо справляться с исполнительным контролем памяти и иметь меньшие объемы гиппокампа по сравнению с детьми с более высокой физической формой. вместо того, чтобы физическая активность не была связана с памятью у детей в возрасте от 4 до 18 лет, возможно, что у дошкольников с более высокой физической подготовленностью объем гиппокампа больше, чем у дошкольников с более низкой физической подготовленностью. Согласно предыдущему исследованию, проведенному Chaddock и коллегами (Chaddock et al. 2010), больший объем гиппокампа приведет к лучшему исполнительному контролю над памятью. они пришли к выводу, что объем гиппокампа был положительно связан с выполнением реляционных задач памяти. их результаты являются первыми, указывающими на то, что аэробная тренированность может быть связана со структурой и функциями доподросткового человеческого мозга. В метаанализе Беста (2010), посвященном влиянию активности на исполнительную функцию детей, есть два различных экспериментальных проекта, используемых для оценки влияния аэробных упражнений на когнитивную деятельность. Первый-это хронические физические нагрузки, при которых дети случайным образом назначаются по графику аэробных упражнений в течение нескольких недель и затем оцениваются в конце. второе-это острые упражнения, которые изучают непосредственные изменения в когнитивном функционировании после каждого сеанса. Результаты обоих исследований свидетельствуют о том, что аэробные упражнения могут вкратце помочь развитию исполнительных функций у детей, а также оказать влияние на более длительное улучшение исполнительных функций.[94] другие исследования показали, что физические упражнения не связаны с академической успеваемостью, возможно, из-за параметров, используемых для точного определения того, что такое академическая успеваемость. эта область исследований была сосредоточена на советах по образованию, которые принимают решения о том, следует ли включать физическое воспитание в школьную программу, сколько времени должно быть посвящено физическому воспитанию и его влиянию на другие учебные предметы.

Другое исследование показало, что шестиклассники, принимавшие участие в активной физической активности не менее трех раз в неделю, имели самые высокие баллы по сравнению с теми, кто принимал участие в умеренной или вообще не принимал физической активности. Дети, принимавшие участие в активной физической деятельности, набирали в среднем на три балла больше по академическому тесту, который состоял из математики, естественных наук, английского языка и мировых исследований.

Исследования на животных также показали,что физические упражнения могут влиять на развитие мозга в раннем возрасте. Мыши, которые имели доступ к беговым колесам и другим подобным тренажерам, имели лучший нейрональный рост в нейронных системах, участвующих в обучении и памяти.Нейровизуализация человеческого мозга дала аналогичные результаты, когда физические упражнения приводят к изменениям в структуре и функциях мозга. Некоторые исследования связывают низкий уровень аэробной подготовленности у детей с нарушением исполнительных функций у пожилых людей, но есть все больше доказательств того, что это также может быть связано с отсутствием избирательного внимания, торможения реакции и контроля помех.

Влияние на расстройства центральной нервной системы

Смотрите также: Расстройства центральной нервной системы

Зависимость

Клинические и доклинические данные свидетельствуют о том, что последовательные аэробные упражнения, особенно упражнения на выносливость (например, марафонский бег), на самом деле предотвращают развитие определенных наркоманий и являются эффективным вспомогательным лечением для наркомании, и психостимуляторной зависимости в частности. последовательные аэробные упражнения в зависимости от величины (т. е. по продолжительности и интенсивности) снижают риск наркомании, который, по-видимому, происходит за счет обращения вызванной наркотиками, связанной с зависимостью нейропластичности. В одном обзоре отмечалось, что физические упражнения могут предотвратить развитие наркомании путем изменения Иммунореактивности ΔFosB или c-Fos в стриатуме или других частях системы вознаграждения .кроме того, аэробные упражнения уменьшают самостоятельное введение психостимуляторов, уменьшают восстановление (т. е. рецидив) поиска лекарств и индуцируют противоположные эффекты на сигнализацию стриатального дофаминового рецептора D2 (DRD2) (повышенная плотность DRD2) к тем, которые вызваны патологическим использованием стимулятора (пониженная плотность DRD2). Следовательно, последовательные аэробные упражнения могут привести к лучшим результатам лечения, когда они используются в качестве дополнительного лечения от наркомании. по состоянию на 2016 , по-прежнему необходимы дополнительные клинические исследования для понимания механизмов и подтверждения эффективности физических упражнений в лечении и профилактике наркомании.

Резюме пластичности, связанной с зависимостью

Форма нейропластичности или поведенческой пластичности
Вид арматуры
Т	Опиаты	Психостимуляторы	Высокожирная или сахарная пища	Половой акт	Физические упражнения(аэробные)	Обогащение окружающей среды
Экспрессия ΔFosB в прилежащем ядре Д1-типа МСНСТекст ячейки	↑	↑	↑	↑	↑	↑
Поведенческая пластичность
Эскалация потребления	Да	Да	Да	Т	Т	Т
Психостимуляторная перекрестная сенсибилизация	Да	Непригодный	Да	Да	Ослабленный	Ослабленный
Психостимуляторное самоуправление	↑	↑	↓	Т	↓	↓
Психостимулирующее обусловленное предпочтение места	↑	↑	↓	↑	↓	↓
Восстановление наркозависимого поведения	↑	↑	Т	Т	↓	↓
Нейрохимическая пластичность
Фосфорилирование CREB в прилежащих ядрах	↓	↓	↓	Т	↓	↓
Сенсибилизированная реакция дофамина в прилежащем ядре	Нет	Да	Нет	Да	Т	Т
Измененная стриатальная дофаминовая сигнализация	↓ DRD2, ↑ DRD3	↑ DRD1, DR DRD2, ↑ DRD3	↑ DRD1, DR DRD2, ↑ DRD3	Т	Dr DRD2	Dr DRD2
Измененная стриатальная опиоидная сигнализация	Отсутствие изменения или receptors μ-опиоидных рецепторов	↑ μ-опиоидные рецепторыκ κ-опиоидные рецепторы	receptors μ-опиоидные рецепторы	receptors μ-опиоидные рецепторы	Никакое изменение	Никакое изменение
Изменения в стриатальных опиоидных пептидах	Dyn динорфин без изменений: энкефалин	↑ динорфин	↓ энкефалин	Т	↑ динорфин	↑ динорфин
Мезокортиколимбическая синаптическая пластичность
Количество дендритов в прилежащем ядре	↓	↑	Т	↑	Т	Т
Дендритная плотность позвоночника в прилежащем ядре	↓	↑	Т	↑	Т	Т

Синдром дефицита внимания с гиперактивностью

Регулярные физические упражнения, в частности аэробные упражнения, являются эффективным дополнительным лечением СДВГ у детей и взрослых, особенно в сочетании со стимулирующими препаратами (например, амфетамином или метилфенидатом ), хотя в настоящее время не известны наилучшие интенсивность и тип аэробных упражнений для улучшения симптомов. в частности, долгосрочные эффекты регулярных аэробных упражнений у людей с СДВГ включают улучшение поведения и двигательных способностей, улучшение исполнительных функций (включая внимание, тормозной контроль и планирование среди других когнитивных областей), более быстрая скорость обработки информации и лучшая память. родительские рейтинги поведенческих и социально-эмоциональных результатов в ответ на регулярные аэробные упражнения включают: улучшение общей функции, снижение симптомов СДВГ, повышение самооценки, снижение уровня тревоги и депрессии, уменьшение соматических жалоб, улучшение академического и классного поведения и улучшение социального поведения. тренировка во время приема стимулирующих препаратов усиливает влияние стимулирующих препаратов на исполнительную функцию. Считается, что эти кратковременные эффекты физических упражнений опосредованы повышенным обилием синаптического допамина и норадреналина в головном мозге.

Серьезное депрессивное расстройство

Ряд медицинских обзоров показал, что физические упражнения оказывают выраженное и стойкое антидепрессивное действие на человека, эффект, как полагают, опосредуется через усиленный BDNF сигнализации в головном мозге. в нескольких систематических обзорах был проанализирован потенциал физических упражнений в лечении депрессивных расстройств . В обзоре Кохрановского сотрудничества по физическим упражнениям для депрессии 2013 года отмечалось, что, основываясь на ограниченных доказательствах, он более эффективен, чем контрольное вмешательство, и сопоставим с психологической или антидепрессивной лекарственной терапией. Три последующие 2014 систематических обзоров, которые включали Кокрановского обзора в их анализе заключаемых с аналогичным выводам: одним показали, что физические упражнения эффективны в качестве дополнения к основной терапии (т. е. лечения, которые используются вместе) антидепрессанты; два других показали, что физические упражнения пометил антидепрессивное действие и рекомендуется включение физической активности в качестве адъюнкт-лечения легкой и умеренной депрессии и психических заболеваний в целом. в одном систематическом обзоре было отмечено, что йога может быть эффективной в облегчении симптомов заболевания. пренатальная депрессия . в другом обзоре утверждалось, что данные клинических испытаний подтверждают эффективность физических упражнений в качестве лечения депрессии в течение 2-4 месяцев.

В обзоре клинических данных за 2015 год, который включал медицинское руководство по лечению депрессии с помощью физических упражнений, отмечалось, что имеющиеся доказательства эффективности ЛФК для депрессии страдают от некоторых ограничений; тем не менее, в нем говорится, что существуют четкие доказательства эффективности для уменьшения симптомов депрессии. в обзоре также отмечается, что характеристики пациента, тип депрессивного расстройства и характер программы физических упражнений влияют на антидепрессивные свойства ЛФК. метаанализ с июля 2016 года сделан вывод, что физические упражнения улучшают общее качество жизни у лиц с депрессией по сравнению с контролем.

Легкие когнитивные нарушения

В январе 2018 года Американская академия неврологии обновила свое руководство по клинической практике для легких когнитивных нарушений, в котором говорится, что врачи должны рекомендовать регулярные физические упражнения (два раза в неделю) лицам, у которых было диагностировано это состояние. это руководство основано на умеренном количестве высококачественных доказательств, которые поддерживают эффективность регулярных физических упражнений (два раза в неделю в течение 6-месячного периода) для улучшения когнитивных симптомов у лиц с легкими когнитивными нарушениями.

Нейродегенеративные расстройства

Болезнь Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера является кортикальным нейродегенеративным расстройством и наиболее распространенной формой деменции, представляющей примерно 65% всех случаев деменции; она характеризуется нарушением когнитивных функций, поведенческих нарушений и сниженной способностью выполнять основные виды повседневной деятельности . Два метааналитических систематических обзора рандомизированных контролируемых исследований с длительностью 3-12 месяцев изучали влияние физических упражнений на вышеупомянутые характеристики болезни Альцгеймера. В обзорах было обнаружено благотворное влияние физических упражнений на когнитивные функции, скорость когнитивного снижения и способность выполнять повседневную деятельность у лиц с болезнью Альцгеймера. один обзор предположил, что, основываясь на трансгенных моделях мышей, когнитивные эффекты физических упражнений на болезнь Альцгеймера могут быть вызваны уменьшением количества амилоидных бляшек .

В Кайрфилли проспективное исследование с последующим 2,375 испытуемых мужского пола старше 30 лет и исследовали связь между ЗОЖ и деменции, наряду с другими факторами. анализ данных исследования Caerphilly показал, что физические упражнения связаны с более низкой частотой деменции и снижением когнитивных нарушений. последующий систематический обзор лонгитюдных исследований также показал, что более высокие уровни физической активности связаны со снижением риска деменции и когнитивного снижения; в этом обзоре далее утверждается, что повышенная физическая активность, по-видимому, причинно связана с этим уменьшением рисков.

Болезнь Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) - это расстройство движения , которое вызывает такие симптомы, как брадикинезия, ригидность, дрожание и нарушение походки .

Обзор Крамера и его коллег (2006) показал, что некоторые нейромедиаторные системы позитивно реагируют на физические нагрузки. в нескольких исследованиях сообщалось об улучшении здоровья мозга и когнитивных функций из-за физических упражнений. в одном конкретном исследовании Креймер и его коллеги (1999) обнаружили, что аэробная тренировка улучшает процессы исполнительного контроля, поддерживаемые лобными и префронтальными областями мозга. Эти области отвечают за когнитивный дефицит у пациентов с ПД, однако есть предположение, что разница в нейрохимической среде в лобных долях пациентов с ПД может препятствовать пользе аэробных упражнений. Nocera и коллеги (2010) провели тематическое исследование, основанное на этой литературе, где они дали участникам с ранней-средней стадией ПД, а контрольной группе когнитивные/языковые оценки с режимами упражнений. Люди выполняли 20 минут аэробных упражнений три раза в неделю в течение 8 недель на стационарном цикле упражнений. Было обнаружено, что аэробные упражнения улучшают некоторые показатели когнитивной функции , обеспечивая доказательства того, что такие режимы упражнений могут быть полезны для пациентов с БП.

Смотрите также

• Фитнес мозга
• Улучшение памяти
• Ноотропный
• Лечебная физкультура
• Физические упражнения-это лекарство
• Рецепт тренировки