Данная статья представлена для ознакомления в сфере исследовательской деятельности по теме «Вегетосенсорная терапия в реабилитационной деятельности клинического психолога» в сжатом виде без ссылок. Оригинал статьи можно прочитать на английском языке здесь. В оригинале присутствуют ссылки на источники исследования.
Физические упражнения, как нефармакологический инструмент, увеличивают среднюю продолжительность жизни за счет поддержания общего здоровья организма и улучшения функции сердечно-сосудистой и нервной систем.
Аэробные упражнения предотвращают прогрессирование снижения памяти при условии адекватного уровня, продолжительности и частоты нагрузок.
С другой стороны, лечебные упражнения как фактор здорового образа жизни.
— снижают вероятность развития слабоумия и замедляют процесс когнитивных нарушений.
— занятие физическими тренировками (лечебные упражнения) в течение 5 лет, снижает процент пациентов с деменцией на 11%.
Эпидемиологический обзор
Когнитивные функции отрицательно связаны со старением, генетической предрасположенностью, сердечно-сосудистыми заболеваниями и диабетом 2 типа.
В настоящее время 35,6 миллиона человек во всем мире живут с деменцией, которая, по прогнозам, удвоится до 75,6 миллиона к 2030 году. Таким образом, вскоре когнитивный дефицит станет основным приоритетом общественного здравоохранения. Причины, ответственные за когнитивный дефицит, еще не до конца установлены. Но появились исследовательские предположения, что среди них более заметны снижение скорости обработки информации, дефицит сенсорных функций, снижение способности к обучению из-за старения.
Когнитивные функции
Когнитивная функция относится к функциям более высокого уровня мозга и включает в себя различные способы. Такие как: получение знаний, восприятие, внимание, суждение, принятие решений, скорость обработки, исполнительная функция, когнитивная гибкость, переключение задач, понимание, торможение реакции и производительность памяти.
Когнитивная гибкость — это способность, связанная с регулированием умственной деятельности и содержания. Переключение между различными правилами выполнения задач и соответствующими поведенческими реакциями. Одновременным поддержанием нескольких концепций и переключением внутреннего внимания между ними для лучшей адаптации к новому контексту. Кроме того, способность одновременно рассматривать два аспекта идеи или ситуации в один момент времени относится к когнитивной гибкости. Которая требует аспектов торможения, внимания, рабочей памяти, выбора реакции и поддержания цели. Когнитивная гибкость опосредуется через сложную сеть, включающую переднюю теменную кору, поясную кору, мезолимбическую и полосатую (вентральную и дорсальную части). Учитывая сложность элементов когнитивной гибкости, связанные с ними нейронные сети и ограничения, мы опишем влияние физических упражнений только на память. Как жизненно важный компонент когнитивной гибкости.
Память — это захватывающая способность мозга, которая сохраняет приобретенную информацию и позволяет осуществлять адекватное поведение на основе жизненного опыта. Любые недостатки в извлечении памяти могут иметь пагубные последствия для индивидуальных процедур и здоровья.
Поэтому аргументы, данного обзора, сосредоточены на влиянии физических упражнений на производительность памяти и не предназначены для охвата всех аспектов когнитивных функций.
Влияние упражнений на производительность памяти
Физические упражнения определяются как запланированные, структурированные и повторяющиеся упражнения. Существуют свидетельства того, что регулярные физические упражнения замедляют прогрессирование когнитивного снижения (см. в оригинальной статье) и поддерживают когнитивные способности мозга, особенно память.
Некоторые исследователи считают, что рабочая память улучшается при постоянных физических нагрузках:
— у пожилых людей;
— у пациентов с болезнью Альцгеймера;
— а также у здоровых взрослых.
Чтобы память начала улучшаться рекомендуется заниматься физическими упражнениями в течение 16-24 недель. По крайней мере 3 раза в неделю по 30 минут.
Другие ученые (см. в оригинальной статье) у пациентов с деменцией подтвердили, что силовые аэробные (кардио) и силовые программы тренировок в течение 4 недель могут принести значительные когнитивные преимущества.
Таким образом, силовые упражнения средней интенсивности способны улучшить кратковременную и долгосрочную память у здоровых людей.
Взаимосвязь между силовой физической нагрузкой и памятью сложна для вывода и может варьироваться в зависимости от времени, интенсивности упражнений и оцениваемого типа памяти. В целом, регулярный постоянный тип тренировок более важен для памяти.
Влияние интенсивности упражнений на производительность памяти
Помимо методов физической подготовки, рассмотренных выше, также важна интенсивность физической подготовки. Некоторые исследования предполагают зависимость от «доза-эффект» между аэробной активностью и исполнительной функцией, но некоторые верят в обратную U-образную форму. Что означает, что упражнения средней интенсивности улучшат память, в то время как упражнения высокой интенсивности ухудшат производительность памяти.
Кроме того, было обнаружено снижение когнитивных функций у взрослых, измеренное во время интенсивных физических упражнений высокой интенсивности или сразу после тренировки. Кроме того, было показано, что снижение рабочей памяти, вербальной памяти и внимания является временным после интенсивной активности у взрослых и детей.
Таким образом, адекватное восстановление (дыхательные упражнения) после интенсивных физических упражнений может привести к улучшению способности к рабочей памяти.
Но высокоинтенсивные функциональные тренировки представляют собой подходящий метод для улучшения рабочей памяти только у здоровых людей среднего возраста.
В совокупности, существует влияние упражнений на память, зависящее от интенсивности. И результаты могут отличаться в зависимости от времени, прошедшего с момента завершения упражнения, и метода оценки интенсивности тренировки.
Возможные механизмы улучшения памяти, вызванного физическими упражнениями
Хотя механизмы, лежащие в основе влияния физических упражнений на улучшение памяти, изучены недостаточно хорошо, существуют как прямые, так и косвенные механизмы на молекулярном и супрамолекулярном уровнях.
Супрамолекулярный уровень относится к изменению физиологических функций или структурных изменений в органах, таких как увеличение кровообращения или объема гиппокампа.
Супрамолекулярные изменения, как таковые находятся под контролем сложных молекулярных сигнальных путей. Например, увеличение серого вещества целостности и объема гиппокампа, в основном связанных с нейрогенезом, возвышение, нейротрофические факторы.
Мозговое кровообращение
(раздел для медицинских специалистов)
Регулярная физическая активность улучшает мозговое кровообращение, особенно гиппокамп.
Предполагается, что скелетные мышцы индуцируют секрецию лактата во время сокращения, затем лактат поглощается областями мозга и вызывает возбудимость первичной моторной коры, увеличивает фактор роста эндотелия сосудов головного мозга и плотность сосудов коры мозжечка. Помимо обеспечения адекватной перекачки и насыщения крови кислородом, лактат увеличивает метаболизм мозга за счет поглощения и утилизации кетонов.
В совокупности все эти механизмы предотвращают повреждения нервной системы и потенциально улучшают получение и извлечение памяти.
Нейрогенез
(раздел для медицинских специалистов)
Было обнаружено, что более высокая кардиореспираторная тренированность и физическая активность у пожилых людей связаны с большей целостностью структур головного мозга и лучшей памятью.
Исследования подтвердили, что учения увеличивает серое вещество целостность мозга, а объем головного мозга, в частности, энторинальной коры и гиппокампа, а также белое вещество головного мозга областей, связанных с памятью, у людей с умеренными когнитивными нарушениями.
Наблюдается снижение атрофии гиппокампа вместе с улучшением памяти после 6 — 12 недель физических упражнений на ранней стадии болезни Альцгеймера.
Таким образом, благотворное воздействие физических упражнений на структуры мозга в основном наблюдается в областях, которые чувствительны к нейродегенерации. Таких как гиппокамп и неокортекс у здоровых пожилых людей, а также с болезнью Альцгеймера или легкими когнитивными нарушениями.
Митохондриальный биогенез
(раздел для медицинских специалистов)
Важным аспектом физических упражнений является сокращение скелетных мышц, которое связано с усилением функции митохондрий. Существует двунаправленная взаимосвязь между мозгом и скелетными мышцами. Оба органа получают пользу от физических упражнений, чтобы адаптироваться. Здесь митохондрии играют ключевую роль в выживании клеток, метаболизме и окислительном стрессе. Исследования показывают, что количество митохондрий уменьшается с возрастом у здоровых взрослых, и увеличиваются за счет физических упражнений.
Физические упражнения могут стать защитой на умеренных уровнях, но вредными на высоких уровнях у здоровых взрослых. Поэтому регулярные физические упражнения могут предотвратить связанное со старением снижение функции митохондрий.
Нейротрофические факторы
(раздел для медицинских специалистов)
В настоящее время было высказано предположение, что, когда скелетные мышцы сокращаются, они начинают выделять в кровоток различные белки, известные как миокины.
Нейромедиаторы (адреналин)
(раздел для медицинских специалистов)
Было показано, что уровни катехоламинов кровообращения повышаются во время физических упражнений, и их уровни связаны с улучшением промежуточного и долгосрочного сохранения памяти. Адреналин выделяется надпочечниками в ответ на физические нагрузки. Он может косвенно влиять на мозг через активацию блуждающего нерва. Затем стимулирует норадренергические входы: миндалевидного тела; гиппокампа; локус коэрулеус.
Адреналин является основным источником норадреналина в мозге. В совокупности эти результаты свидетельствуют о том, что происходит усиление биологического действия одного фактора другими факторами. То есть происходит потенцирующая роль норадреналина во время физических упражнений.
Эндоканнабиноид
(раздел для медицинских специалистов)
Эндоканнабиноидная система (ECS) — это система биологических липидов, которая модулирует функции иммунной, эндокринной и нервной систем (Лу и Макки, 2016; Зоу и Кумар, 2018). В головном мозге ECS участвует в различных нейрофизиологических процессах, включая нейрогенез, синаптическую пластичность, а также память и эмоции.
Несколько исследований показали, что физические нагрузки и регулярные аэробные упражнения, поднимают уровень ECS у здоровых взрослых людей. Кроме того, они снижают тревожность, нейровоспаление, окислительный стресс и отложение бета-амилоида в мозге.
Миокины
(раздел для медицинских специалистов)
Сокращение скелетных мышц после физических упражнений приводит к секреции различных паракринных факторов, которые называются миокинами. Миокины включают ирисин, мионектин, ангиопоэтин-подобный белок (ANGPTL), β-аминоизомасляную кислоту, фактор роста фибробластов 21 (FGF21). Миокины связаны с другими физиологическими системами и могут влиять на их функциональность.
Например, ирисин представляет собой пептид, секретируемый скелетными мышцами, особенно после прерывистых упражнений высокой интенсивности, и коррелирует с метаболизмом глюкозы и липидов в скелетных мышцах у здоровых взрослых.
Помимо метаболических функций, ирисин может координировать локомоцию после тренировки. Повышение уровня ирисина связано с секрецией BDNF, метаболическими изменениями у людей.
Еще один миокин, который повышается после тренировки — это мионектин. Мионектин секретируется скелетными мышцами и жировой тканью и индуцирует поглощение и окисление глюкозы и жирных кислот у здоровых взрослых в ответ на физические нагрузки. Степень потери мышечной массы и повышенный уровень мионектина связаны с тяжестью когнитивного дефицита в модели болезни Альцгеймера.
Повышение чувствительности к инсулину
(раздел для медицинских специалистов)
Метаболический синдром — это сложное состояние, характеризующееся инсулинорезистентности, гипергликемии, дислипидемии и ожирения. И выступает как фактор риска когнитивного снижения и болезни Альцгеймера.
Одной из особенностей метаболического синдрома является избыток висцеральных жиров, продуцирующих воспалительные цитокины, которые называются адипокинами. Адипокины подразделяются на две группы про-и противо- воспалительных.
Провоспалительные адипокины вызывают окислительный стресс и усиливают воспаление, что, следовательно, приводит к нарушению памяти. С другой стороны, физические упражнения снижают провоспалительные, но повышают противовоспалительные адипокины и предотвращают прогрессирование метаболического синдрома в сторону диабета II типа. Кроме того, помимо изменения уровня адипокинов, физические упражнения облегчают снижение когнитивных функций у мужчин среднего возраста с метаболическим синдромом за счет эпигенетической модуляции клеточного метаболизма.
С другой стороны, снижение противовоспалительных адипокинов, связано с метаболическим синдромом, ишемической болезнью сердца у взрослых пациентов и снижением когнитивных функций у взрослых с БА. Однако физические упражнения оказывают противовоспалительное и инсулинсенсибилизирующее действие.
Эпигенетические механизмы
(раздел для медицинских специалистов)
Интенсивные и регулярные физические тренировки вызывают как краткосрочные, так и долгосрочные эпигенетические регуляторы, создавая “функциональный геном”, который приводит к адаптации в течение активной жизни. Например, память стимулирующий эффект физических упражнений может быть частично опосредованное метилирование ДНК, ацетилирование гистона, а также и подавление микроРНК.
Таким образом подытожим вышесказанное.
— физические упражнения повышают производительность памяти за счет нейропластических изменений;
— длительные постоянно-умеренные аэробные упражнения являются более эффективными;
— силовые упражнения средней интенсивности способны улучшить кратковременную и долгосрочную память;
— регулярная физическая активность улучшает мозговое кровообращение;
— регулярные физические упражнения могут предотвратить связанное со старением снижение функции митохондрий;
— во время физических упражнений катехоламины кровообращения повышаются, их уровень связан с улучшением промежуточного и долгосрочного сохранения памяти;
— физические нагрузки и регулярные аэробные упражнения, поднимают уровень эндоканнабиноидной системы (ЭКС);
— снижается тревожность, нейровоспаление, окислительный стресс;
— предотвращается прогрессирование метаболического синдрома;
— физические упражнения оказывают противовоспалительное и инсулинсенсибилизирующее действие.
В данном информационном материале используются следующие понятия
Силовые программы тренировок – специальные упражнения, выполняемые с утяжелением для рук и ног: гантели, манжеты с вшитым грузом и т.д. С малым и средним грузом в зависимости от возраста и веса занимающегося.
Силовые аэробные – кардиотренировки выполняемые под контролем частоты сердечных ударов и давления.
Средняя интенсивность упражнений – для каждого возраста и веса своя. Но это верно только для здоровых людей. Для людей, которые страдают одним или более заболеванием, верно, следующее. Упражнения средней интенсивности заставят вас разогреться, а ваш пульс и дыхание участятся. Один из признаков, что занимаетесь в умеренном темпе — если во время выполнения упражнений вы можете разговаривать, но не можете петь.
Высокая интенсивность — для каждого возраста и веса своя. Но это верно только для здоровых людей. Для людей, которые страдают одним или более заболеванием, верно, следующее. При занятиях высокой интенсивности вы будете тяжело и часто дышать, а ваш пульс значительно участится. Если вы работаете с такой интенсивностью, вы не сможете сказать и нескольких слов, не сбив дыхание.
