„U osób starszych wraz z wiekiem dochodzi do stopniowej utraty masy i siły mięśniowej – tzw. sarkopenii. Ma ona związek nie tylko ze zmianami np. hormonalnymi czy w układzie krążenia, ale również zmianami degeneracyjnymi w układzie nerwowym. W wyniku starzenia obserwuje się stopniową defragmentację i zanik połączeń nerwowo-mięśniowych. W efekcie mięśnie są rzadziej pobudzane przez układ nerwowy, słabną, mogą degenerować a nawet zanikać” – mówi w rozmowie z PAP biolożka dr Anita Florkowska z Uniwersytetu Warszawskiego. I dodaje, że związane z wiekiem osłabienie mięśni skutkuje pogorszeniem precyzji i koordynacji ruchów, problemami z równowagą czy mobilnością oraz wolniejszą reakcją na bodźce z zewnątrz.
„W znacznym spowolnieniu zmian, jakie zachodzą w układzie nerwowym wraz z wiekiem, mogą pomóc ćwiczenia fizyczne” – zaznacza rozmówczyni PAP. I dodaje: „Aktywność fizyczna nie tylko utrzymuje w dobrej formie ciało, ale i układ nerwowy”.
Dr Florkowska wyjaśnia, że każdy rodzaj prawidłowo wykonywanego treningu fizycznego działa neuroprotekcyjnie, czyli wywołuje korzystne zmiany w obrębie połączeń nerwowo-mięśniowych i całego układu nerwowego. „Wykazano jednak, że wysiłek wytrzymałościowy stymuluje układ nerwowy znacznie lepiej niż wysiłek siłowy – efekty takiej stymulacji są nawet dwa razy większe” – mówi.
Tłumaczy, że wysiłek wytrzymałościowy (obejmujący ćwiczenia dynamiczne, nazywany często cardio czy aerobowym) to np. bieganie, skakanie, pływanie, taniec, jazda na rowerze czy treningi interwałowe. W efekcie takiego treningu serce znacznie szybciej pracuje, wzrasta liczba oddechów, a także poprawia się nasza wydolność i kondycja fizyczna.
Z kolei wysiłek siłowy, o którym wspomina biolożka, to głównie ćwiczenia statyczne, stymulujące do pracy pojedyncze partie mięśniowe, a nie całe ciało – np. ćwiczenia z hantlami czy ciężarami na siłowni czy ćwiczenia z masą własnego ciała.
Biolog apeluje, by w swoim planie treningów nie pomijać ćwiczeń wytrzymałościowych (cardio).
Jak informacje przepływają między układem nerwowym a mięśniowym?
„Podczas treningu ośrodkowy układ nerwowy (mózg i rdzeń kręgowy) decyduje o tym, które mięśnie pobudzić do pracy oraz jaką siłę i moc nadać temu pobudzeniu” – mówi dr Florkowska. Wyjaśnia, że impuls, który dociera od mózgu, przez rdzeń kręgowy do zakończenia neuronu ruchowego kontaktującego się włóknem mięśniowym (połączenie nerwowo-mięśniowe), powoduje wydzielenie neurotransmitera – acetylocholiny. Acetylocholina wiąże się następnie do receptorów obecnych na powierzchni włókien mięśniowych. Rozpoczyna to kaskadę zmian prowadzących do skurczu mięśnia.
U ssaków istnieje również tzw. sygnalizacja działająca w drugą stronę – od mięśni do mózgu. Dzięki temu mięsień ma szansę poinformować układ nerwowy o swoich zwiększonych potrzebach wywołanych treningiem fizycznym. A przez to dostać wsparcie w dostosowaniu się do coraz intensywniejszych ćwiczeń. W odpowiedzi bowiem na ćwiczenia fizyczne mięśnie produkują specjalne białka – neurotrofiny, które są dla układu nerwowego sygnałem, aby utworzyć nowe neurony ruchowe lub rozbudować neurony już istniejące. A takie usprawnienie komunikacji nerwowo-mięśniowej powoduje, że mięsień będzie silniej pobudzany do pracy i bardziej odporny na zmęczenie.
Wyniki eksperymentów
„W warunkach doświadczalnych wykazano, że pod wpływem regularnych ćwiczeń wytrzymałościowych (bieganie, pływanie), którym zostały poddane starsze myszy, ich układ nerwowy upodobnił się do układu nerwowego myszy młodszych” – opisuje dr Florkowska.
Uwagę naukowców przykuł fakt, że wielkość zmian adaptacyjnych w obrębie połączeń nerwowo-mięśniowych zależała od typu wykonywanych ćwiczeń. Ćwiczenia wytrzymałościowe (cardio) były silniejszym bodźcem dla „odmłodzenia” struktury połączeń nerwowo-mięśniowych w porównaniu z ćwiczeniami siłowymi.
Odkryto, że dzięki aktywności fizycznej rośnie liczba neuronów ruchowych – kontaktujących się z mięśniami. Te komórki układu nerwowego są też grubsze i bardziej rozgałęzione. Autorzy prac badawczych, określają ten efekt hipertrofią (rozrostem) połączeń nerwowo-mięśniowych, polegającym na zwiększeniu liczby, powierzchni oraz długości rozgałęzień neuronów ruchowych, zlokalizowanych w pobliżu włókien mięśniowych.
Dr Florkowska streszcza też inne badania – na myszach, które przez 12 tygodni biegały na bieżni. „Zaobserwowano u nich zwiększoną o 30 proc. produkcję acetylocholiny w zakończeniach nerwowych”. Co więcej, w mięśniach szczurów, które biegały lub pływały, stwierdzono usprawnienie mechanizmów przekazywania impulsów nerwowych, co znacząco zwiększyło odporność mięśni na zmęczenie.
„Ponadto, to ćwiczenia wytrzymałościowe a nie siłowe powodowały, że w błonie włókien mięśniowych powstawało statystycznie więcej receptorów dla acetylocholiny” – mówi dr Florkowska. Ćwiczenia siłowe również stymulowały przebudowę połączeń nerwowo-mięśniowych, jednak wielkość tych zmian była o około 50 proc. mniejsza, w porównaniu z efektami wysiłku wytrzymałościowego.
Jak eksperymenty przekładają się na życie?
„U ssaków, w tym u człowieka, poza przepływem informacji mózg-mięśnie, istnieje tzw. sygnalizacja `wsteczna` – mięśnie-mózg, która chroni przed postępującą wraz z wiekiem utratą komórek nerwowych, zapewniając siłę i witalność osobom regularnie uprawiającym sport” – mówi.
Wymienia, że wysiłek wytrzymałościowy poprawia naszą wydolność, szybkość i zwinność, m.in. dzięki adaptacjom w układzie nerwowym. „Dlatego jeśli ktoś jest zwolennikiem wyłącznie ćwiczeń siłowych, lepiej, aby szybko rozbudował swój plan treningowy o ćwiczenia wytrzymałościowe. Dzięki temu pobudzi swój układ nerwowy do większej aktywności i zapewni mu dobrą formę na lata” – przekonuje biolożka.
PAP – Nauka w Polsce, Ludwika Tomala
Czytaj też:
Ćwicz w ten sposób, a obniżysz ryzyko raka i chorób serca