Máte pocit, že sa vám po cvičení lepšie myslí? Ste znudení tým, že zdravotníci odporúčajú cvičenie snáď na každú chorobu od skoliózy po depresiu? Nejde však len o obyčajné frázy. Za benefitmi fyzickej aktivity stoja fyziologické procesy a komunikácia medzi mozgom a svalmi.
V minulosti bol mozog vnímaný ako riadiace centrum, ktoré stojí nad všetkými ostatnými sústavami a koordinuje ich funkcie. S lepším poznaním mechanizmov komunikácie medzi orgánmi tela však prichádzame na to, že tento vzťah nie je jednostranný. Napriek tomu, že ešte nemáme rozkódovanú celú konverzáciu, vieme, že mozog a svaly spolu komunikujú a navzájom sa ovplyvňujú. Rozsiahla štúdia z roku 2017 ukázala, že až 82 % šedej mozgovej hmoty je modifikovateľných fyzickou aktivitou. Fyzická aktivita má tiež dokázané pozitívne účinky na učenie sa, pamäť a pozornosť, rýchlosť spracovania podnetov, reakčný čas a napríklad aj akademické úspechy adolescentov.
Aktívna komunikácia
Z evolučného hľadiska znamenal pohyb pre človeka nástroj na získanie potravy a prežitie. Počas miliónov rokov sa pohybový a nervový systém vyvíjali spolu a v závislosti od seba, čo je pravdepodobne aj dôvod, prečo majú navzájom taký veľký vplyv. Mozog koordinuje svalovú aktivitu, no svalové tkanivo tiež aktívne komunikuje s mozgom prostredníctvom širokej škály molekúl zvaných myokíny. V tomto prípade však nejde len o obyčajnú spätnú väzbu, ale aj o remodeláciu nervového tkaniva, tvorbu nových spojení a aktiváciu metabolických procesov.
Výskumy posledných rokov preukazujú, že práve myokíny sprostredkúvajú pozitívny vplyv cvičenia na celé telo. V mozgu regulujú regeneráciu neurónov, podporujú komunikáciu medzi nervovými bunkami a pôsobia protizápalovo. Zápal, alebo neurozápal, ako sa správne nazýva, keď postihuje mozog, je jednou z hlavných patologických čŕt pri neurodegeneratívnych ochoreniach (Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba či roztrúsená skleróza), epilepsii, migréne, depresii a iných.
Terapia irisínom
Na to, aby sme pochopili, ako je možné, že sa sval nestará len sám o seba, ale remodeluje celý organizmus, musíme pochopiť molekulárne mechanizmy, ktoré k tomu vedú. Najvýraznejším hráčom v tomto prípade je BDNF alebo brain-derived neurotropic factor. Ten je už dlhšie známy ako mediátor efektu cvičenia na mozog, najmä na kognitívne funkcie, ako sú pamäť a učenie. Zníženú expresiu BDNF v mozgu pozorovali práve pri neurodegeneratívnych ochoreniach alebo depresii, naopak, cvičenie alebo antidepresíva expresiu BDNF zvyšujú. Dôležitá je aj schopnosť BDNF aktivovať katalytické procesy, ktoré v tkanivách rozkladajú metabolické zásoby, a to, čo v bunkách ostane navyše.
Otázkou však ostáva, akým spôsobom vie svalová bunka upozorniť mozog, že má tieto procesy naštartovať. Ukázalo sa, že má na to svoj sofistikovaný systém zložený z viacerých myokínov. V súčasnosti sa pozornosť vedcov sústreďuje najväčšmi na už spomínanú dráhu PGC1α – FNDC5 – irisín – BDNF. PGC1α reguluje viaceré metabolické procesy vrátane expresie FNDC5, z ktorého sa následne odštiepi proteín s názvom irisín. Ten sa po fyzickej aktivite vylučuje do krvi, pravdepodobne prechádza do mozgu a aktivuje expresiu BDNF.
Irisín bol dlhšie zahalený rúškom kontroverzie, no výskumy vrátane posledného článku z augusta tohto roku uvádzajú presvedčivé dôkazy o možnom použití irisínu v liečbe Alzheimerovej a Parkinsonovej choroby. V časopise The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) uverejnili Tae-In Kam a jeho kolegovia z Johns Hopkins University School of Medicine v Baltimore dôkaz na animálnom modeli, že terapia irisínom zredukovala formovanie patologických zhlukov v neuronóch, a tým aj ich umieranie. Navyše bol tento jav spojený s podporou endolyzozomálnej degradácie patologického α-synukleínu, čo dáva nádej na aplikáciu tohto postupu pri iných formách neurodegeneratívnych ochorení.
Najlacnejšie riešenie
V súčasnom svete už pohyb netvorí základnú podmienku na prežitie. Niekedy dokonca nie je zlučiteľný s charakterom našej práce (pri sedavých zamestnaniach) alebo nie je možný, ako je to napríklad u ťažko zdravotne postihnutých ľudí. Systém, ktorý sa formoval 10-tisíce rokov sa teda pomaly transformuje a prispôsobuje sa novej ére.
Pre ľudský druh je preto nevyhnutné, aby sme pochopili, ako tieto procesy fungujú a prispôsobili sme sa zmene. Jedným zo spôsobov bude systematická zmena nášho životného štýlu, no súčasne už prebieha aj výskum zameraný na farmakologické použitie myokínov v terapii. Zatiaľ nám však ostáva len to najlacnejšie a najjednoduchšie riešenie, a to cvičiť.
PharmDr. Dominika Olešová, PhD.
Ústav experimentálnej endokrinológie
Biomedicínske centrum SAV, v. v. i.
Článok vznikol v spolupráci s platformou Mladí vedci SAV.
