Регулярні вправи уповільнюють ключові показники старіння мозку в середньому віці
Згідно з новим дослідженням, опублікованим у журналі Journal of Sport and Health Science, виконання помірних або інтенсивних аеробних вправ протягом 12 місяців може знизити рівень біомаркера віку мозку – різниці прогнозованого віку мозку (brain-PAD) – у дорослих у віці від раннього до середнього віку.
Звичка до фізичних вправ стає одним із ранніх факторів, що визначають старіння мозку
Спосіб життя, включаючи фізичну активність, відіграє життєво важливу роль у зміні факторів ризику в середньому віці, пов'язаних із віковим морфологічним та функціональним погіршенням стану головного мозку, деменцією та іншими нейродегенеративними захворюваннями. Регулярна фізична активність у середньому віці пов'язана зі зниженням ризику когнітивних порушень та хвороби Альцгеймера у пізньому дорослому віці.
Наявні дані свідчать, що тривалий нейрофізіологічний вплив кардіометаболічного здоров'я та способу життя починається за роки до клінічних проявів вікового зниження когнітивних функцій. Незважаючи на значний вплив факторів ризику серцево-судинних захворювань та способу життя в середньому віці на здоров'я мозку, більшість програм фізичних вправ, спрямованих на покращення кардіореспіраторної витривалості (КРВ), обмежувалися пізнім дорослим віком.
Відсутність стратегічних заходів наголошує на необхідності оцінки впливу фізичних вправ у ранньому та середньому дорослому віці на біомаркери, пов'язані з віковим станом здоров'я мозку та передбачуваним віком мозку.
Механістичні дані вказують на те, що фізичні вправи покращують здоров'я мозку за рахунок підвищення кардіореспіраторної витривалості (КРВ). Вищий рівень КРВ пов'язані з поліпшенням когнітивних функцій та зниженням ризику розвитку деменції. Зниження кардіометаболічних факторів ризику, таких як артеріальний тиск та маса тіла, спричинене фізичними вправами, також пов'язують із покращенням здоров'я мозку.
Враховуючи значний зв'язок між фізичними вправами та віковими змінами здоров'я мозку, дослідники з Науково-дослідного інституту AdventHealth та Університету Піттсбурга (США) вивчили вплив 12-місячної програми аеробних вправ на кардіореспіраторну витривалість (CRF) та нейровізуалу. (Brain-PAD).
Річний рандомізоване дослідження перевіряє вплив аеробних вправ
У цьому 12-місячному рандомізованому клінічному дослідженні взяли участь 130 осіб віком від 26 до 58 років, які були відносно здорові, але мали малорухливий спосіб життя. Їх випадковим чином розподілили в групу аеробних вправ помірної або високої інтенсивності (група втручання) або контрольну групу, що отримувала стандартне лікування (контрольна група).
Учасники експериментальної групи виконували два контрольовані 60-хвилинні заняття на тиждень у лабораторних умовах, а також займалися фізичними вправами вдома, щоб досягти загальної тривалості фізичної активності у 150 хвилин на тиждень.
Вплив фізичних вправ на кардіореспіраторну витривалість та вік мозку оцінювалося на початковому етапі та через 12 місяців. Вік мозку оцінювався з використанням різниці між прогнозованим віком мозку та показником brain-PAD. Цей нейровізуалізаційний біомаркер кількісно визначає різницю між хронологічним віком, фактичним віком та прогнозованим віком мозку, отриманим на основі структурної магнітно-резонансної томографії та алгоритмів машинного навчання. Когнітивні показники та результати лікування деменції не були основними кінцевими точками цього дослідження.
Також було проаналізовано ефект потенційних медіаторів на вплив фізичних вправ на вік мозку. До цих медіаторів належали склад тіла, артеріальний тиск та нейротрофічний фактор мозку (BDNF).
Фізичні вправи знизили вік мозку, що визначається за даними МРТ, майже на один рік
Дослідження виявило значний зв'язок між підвищенням рівня кардіореспіраторної підготовленості (КРП) та зниженням ризику розвитку периферичної артеріальної хвороби головного мозку (ПАД) на початковому етапі. Цей висновок вказує на те, що у людей з покращеною функцією серця, легких та кровоносних судин у ранньому та середньому дорослому віці мозок, як правило, виглядає «молодшим» на МРТ. Однак цей поперечний зв'язок не дозволяє безпосередньо виміряти швидкість старіння мозку або передбачити індивідуальні довгострокові траєкторії старіння мозку.
Після 12 місяців втручання в учасників групи, яка виконувала вправи, спостерігалося середнє зниження показника мозкової периферичної артеріальної хвороби (МПАБ) приблизно на 0,60 року, тоді як у контрольній групі відзначалося незначне збільшення приблизно на 0,35 року. Різниця між групами відповідала зниженню показника мозковий ППАБ майже на 1 рік (0,95 року) у групі, які виконували вправи, порівняно з контрольною групою. У контрольній групі після 12 місяців стандартного лікування такого покращення стану здоров'я мозку не спостерігалося.
Що стосується кардіореспіраторної витривалості (КРВ), дослідження виявило значне поліпшення максимального споживання кисню, показника серцево-судинної підготовленості та аеробної витривалості через 12 місяців у учасників групи, яка виконувала вправи. На відміну від них, учасники контрольної групи мали незначне зниження. Значного впливу фізичних вправ до складу тіла, артеріальний тиск чи рівень циркулюючого нейротрофічного чинника мозку (БДФМ) не спостерігалося. Однак рівень БДФМ у групі, яка виконувала вправи, показав незначне збільшення порівняно з контрольною групою.
Проведений медіаційний аналіз для виявлення можливих фізіологічних та біологічних медіаторів спостережуваних взаємозв'язків показав, що поліпшення кардіореспіраторної витривалості, викликане фізичними вправами, не істотно впливає на уповільнення старіння мозку, виміряне за допомогою тесту Brain-PAD. Аналогічно, не було виявлено медіаційного впливу складу тіла, артеріального тиску та нейротрофічного фактора мозку на спостережувані взаємозв'язки.
Фізичні вправи в ранньому та середньому віці пов'язані з більш здоровими показниками старіння мозку
Дослідження підкреслює важливість 12-місячної програми аеробних вправ помірної та високої інтенсивності для покращення кардіореспіраторної витривалості та зниження нейровізуалізаційного маркера старіння мозку у молодих та людей середнього віку.
Дослідження показало, що збільшення максимального споживання кисню приблизно 7 мл/кг/мин на кожне стандартне відхилення знижує показник старіння мозку приблизно 1,83 року. Ці результати свідчать про те, що люди з більш високим рівнем кардіореспіраторної підготовленості менш схильні до старіння мозку в середньому віці, що відображається в оцінках віку мозку, отриманих за допомогою МРТ. Існуючі дані, що пов'язують кардіореспіраторну підготовленість з об'ємом сірої речовини та цілісністю білої речовини, додатково підтверджують ці висновки.
Що стосується можливих медіаторів взаємозв'язків, дослідження не виявило впливу кардіореспіраторної підготовленості (КРП) на викликане фізичними вправами зниження старіння мозку. Одне з можливих пояснень полягає в тому, що зміни КРП, викликані фізичними вправами та вимірювані за максимальним споживанням кисню, відображають компонент КРП, що змінюється способом життя. Навпаки, сімейні чинники, такі як загальне місце проживання і генетичні чинники, роблять значний внесок у варіабельність КРП при поперечному вимірі.
Інше пояснення може полягати в тому, що вплив ХРФ може бути більш вираженим у осіб із підвищеним серцево-судинним ризиком. У поточному дослідженні брали участь в основному здорові дорослі люди у віці від раннього до середнього з відносно низьким серцево-судинним ризиком, що може маскувати будь-яке опосередкування, яке проявляється лише у осіб із субклінічною або явною судинною патологією.
Автори також відзначають низку обмежень, у тому числі те, що лише близько 62 відсотків учасників пройшли обстеження головного мозку методом нейровізуалізації після втручання, а також те, що пов'язані з COVID-19 збої вплинули на подальші оцінки.
Загалом, результати дослідження показують, що помірна та інтенсивна фізична активність у ранньому та середньому дорослому віці може уповільнити прогресування старіння мозку, що оцінюється за нейровізуалізаційними біомаркерами, та потенційно знизити ризик розвитку деменції у пізньому дорослому віці. Однак, необхідні більш тривалі дослідження, щоб визначити, чи призведуть ці зміни в головному мозку, пов'язані з периферичною артеріальною хворобою, до стійких когнітивних або клінічних переваг.