Ruch naprawia w mózgu to, co niszczy fast food - Przystanek Rodzinka - blog parentingowy o dzieciach okiem logopedki

Naukowcy z University College Cork pod kierownictwem profesor Yvonne Nolan odkryli, w jaki sposób aktywność fizyczna kompensuje szkodliwe skutki diety zachodniej dla mózgu i zachowania. Badanie opublikowane 21 października w czasopiśmie Brain Medicine pokazuje, że dobrowolne bieganie może zmniejszyć objawy depresji wywołane dietą bogatą w tłuszcze i cukry. Co ciekawe, zmiany te zachodzą dzięki współdziałaniu hormonów krążących we krwi oraz metabolitów produkowanych w jelitach.

Odkrycie to jest szczególnie cenne w czasach, gdy ultra-przetworzona żywność jest powszechnie dostępna. Daje nam bowiem naukowe podstawy do zrozumienia, jak nawyki ruchowe mogą wspierać dobrostan psychiczny – nawet gdy zmiany w diecie wydają się trudne do wprowadzenia.

Jak badano wpływ diety i ruchu na mózg

Zespół badawczy przez siedem i pół tygodnia obserwował dorosłe szczury karmione albo standardową karmą, albo rotującą dietą typu kafeteryjnego – składającą się z produktów bogatych w tłuszcze i cukry. Połowa zwierząt w każdej grupie miała dostęp do bieżni do swobodnego biegania. Taki układ badania pozwolił wyodrębnić zarówno osobny, jak i łączny wpływ jakości diety oraz aktywności fizycznej na mózg i zachowanie.

Wyniki pokazały, że dobrowolne bieganie wywołało efekt podobny do działania leków przeciwdepresyjnych – nawet u szczurów jedzących niezdrową dietę. To sugeruje, że regularna aktywność fizyczna może przynosić korzyści ludziom spożywającym żywność w stylu zachodnim, niezależnie od tego, czy udaje im się od razu zmienić sposób odżywiania.

Metabolity jelitowe zmieniają się pod wpływem diety i ruchu

Profesor Nolan i jej współpracownicy zastosowali kompleksowe podejście metaboliczne, analizując zawartość początkowego odcinka jelita grubego bogatego w mikroby jelitowe. U siedzących szczurów dieta kafeteryjna radykalnie zmieniła metabolizm jelitowy: spośród 175 analizowanych metabolitów aż 100 uległo znaczącym zmianom. Aktywność fizyczna wpłynęła na mniejszą część tych substancji, ale częściowo przywróciła równowagę.

Szczególnie interesujące było odkrycie trzech metabolitów odgrywających rolę w regulacji nastroju: anseryny, indolo-3-karboksylanu oraz deoksyinozyny. Dieta kafeteryjna obniżyła ich poziomy, ale ruch je podniósł. Te substancje mogą być kluczem do zrozumienia, dlaczego aktywność fizyczna chroni przed skutkami złego odżywiania dla zdrowia psychicznego.

Testy behawioralne oceniające uczenie się, pamięć i reakcje emocjonalne dostarczyły dalszych informacji. Sama dieta kafeteryjna nie pogorszyła znacząco uczenia się przestrzennego ani pamięci rozpoznawczej, ale ruch nieznacznie poprawił umiejętność nawigacji. Badacze odnotowali także łagodny efekt przeciwlękowy wynikający z ruchu – niezależnie od typu diety.

Hormony krwi jako klucz do zrozumienia relacji dieta-ruch

Analiza próbek krwi ujawniła silne zmiany hormonalne, które odzwierciedlały zmiany w zachowaniu. Siedzące szczury na diecie kafeteryjnej miały ostro podwyższone poziomy insuliny i leptyny, ale te podwyższenia znacząco spadły u tych, które ćwiczyły. Według dr Minke Nota, pierwszej autorki badania, to hormonalne przywrócenie równowagi może tłumaczyć, jak ruch chroni przed behawioralnymi skutkami złej diety.

Zespół zidentyfikował także skomplikowane interakcje między dietą a ruchem dotyczące innych hormonów regulujących metabolizm. U zwierząt jedzących standardową karmę ruch podnosił poziomy peptydu glukagonopodobnego 1 (GLP-1), ale ta odpowiedź była osłabiona u tych na diecie kafeteryjnej. Z kolei ruch podnosił poziomy peptydu YY (PYY) tylko u szczurów karmionych dietą kafeteryjną, co sugeruje kompensacyjne mechanizmy hormonalne stabilizujące metabolizm przy niskiej jakości diety.

Poziomy czynnika wzrostu fibroblastów 21 (FGF-21) wzrosły znacząco w odpowiedzi na dietę kafeteryjną niezależnie od aktywności fizycznej, podczas gdy poziomy glukagonu spadły. Razem te odkrycia ukazują złożoną sieć hormonalną, poprzez którą dieta i ruch współdziałają, wpływając na metabolizm i funkcje mózgu.

Czy jakość diety wpływa na zdolność mózgu do tworzenia nowych neuronów

Najbardziej intrygujące jest odkrycie, że dieta kafeteryjna uniemożliwiła typowy, wywołany ruchem wzrost neurogenesy w hipokampie dorosłych zwierząt – powstawania nowych neuronów mierzonych liczbą komórek dodatnich dla doublekortyny w zakręcie zębatym. U zwierząt karmionych standardową karmą ruch silnie zwiększył neurogenezę w całym hipokampie, obszarze mózgu zaangażowanym w emocje i pamięć. To odkrycie sugeruje, że jakość diety może fundamentalnie zmieniać zdolność mózgu do czerpania korzyści z aktywności fizycznej na poziomie komórkowym.

Zespół badawczy przeprowadził analizy korelacji, aby zidentyfikować związki między konkretnymi metabolitami a wynikami behawioralnymi. Kilka metabolitów jelitowych, w tym kwas aminoadypinowy oraz kwas 5-hydroksyindolo-3-octowy, wykazało negatywne powiązania z wynikami poznawczymi. Te korelacje były niezależne od warunków eksperymentalnych, co sugeruje fundamentalne związki między profilami metabolitów jelitowych a funkcjami mózgu.

Co to oznacza dla praktyki i przyszłych badań

Towarzyszący artykułowi komentarz redakcyjny autorstwa profesor Julio Licinio i współpracowników podkreśla kliniczne znaczenie tych odkryć, zauważając, że „ruch ma efekt podobny do antydepresantu w kontekście złej diety, co jest dobrą wiadomością dla tych, którym trudno zmienić sposób odżywiania”. Redakcja zwraca uwagę, jak te badania dostarczają biologicznego uzasadnienia dla zrozumienia, dlaczego aktywność pozostaje korzystna nawet wtedy, gdy zmiany dietetyczne okazują się trudne do wdrożenia.

Badanie rodzi istotne pytania o optymalną kolejność wprowadzania zmian w stylu życia. Odkrycia sugerują, że choć ruch może dawać korzyści dla nastroju niezależnie od jakości diety, osiągnięcie pełnych neuroplastycznych korzyści może wymagać zwrócenia uwagi na stan odżywienia. Ma to znaczenie przy projektowaniu interwencji, które maksymalizują zarówno wykonalność, jak i biologiczny wpływ.

Warto jednak pamiętać o pewnych ograniczeniach badania. Przeprowadzono je wyłącznie na samcach szczurów, a różnice płciowe w metabolicznych i neurogenetycznych odpowiedziach na dietę i ruch są dobrze udokumentowane. Siedmiotygodniowy okres interwencji może też nie uchwycić długoterminowych adaptacji, które mogłyby pojawić się przy przewlekłej ekspozycji. Przyszłe badania obejmujące samice, dłuższe okresy interwencji oraz różne dawki pomogą doprecyzować rozumienie tych złożonych interakcji.

Badanie otwiera także nowe kierunki badań nad konkretnymi metabolitami jako potencjalnymi celami terapeutycznymi. Ochronne działanie ruchu na poziomy anseryny, indolo-3-karboksylanu i deoksyinozyny sugeruje, że związki te mogą służyć jako biomarkery lub nawet środki terapeutyczne w zaburzeniach nastroju. Silne korelacje między konkretnymi metabolitami jelitowymi a miarami behawioralnymi wspierają rosnące zainteresowanie osią mikrobiota-jelito-mózg jako celem interwencji w obszarze zdrowia psychicznego.

To recenzowane badanie stanowi znaczący krok naprzód w zrozumieniu biologicznych mechanizmów łączących dietę, ruch i zdrowie psychiczne. Dostarcza nowych informacji o tym, jak czynniki związane ze stylem życia współdziałają na poziomie molekularnym i komórkowym, wpływając na funkcje mózgu. Odkrycia kwestionują istniejące paradygmaty dotyczące związku między zdrowiem metabolicznym a psychicznym, pokazując, że ruch może wywoływać efekty podobne do antydepresantów nawet w kontekście złych wyborów żywieniowych.

Praca ta pokazuje, jak najnowocześniejsze badania mogą przerzucić most między nauką podstawową a zastosowaniami translacyjnymi, potencjalnie wpływając na osoby zmagające się z zaburzeniami nastroju w nadchodzących latach. Dla nas rodziców to przekaz pełen nadziei: nawet jeśli nie udaje nam się zawsze zapewnić dzieciom idealnej diety, wspieranie ich naturalnej potrzeby ruchu może być potężnym narzędziem ochrony zarówno ciała, jak i umysłu.

Więcej informacji