Регулярные упражнения замедляют ключевых показателей старения мозга в среднем возрасте
Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Journal of Sport and Health Science, выполнение умеренных или интенсивных аэробных упражнений в течение 12 месяцев может снизить уровень биомаркера возраста мозга — разницы прогнозируемого возраста мозга (brain-PAD) — у взрослых в возрасте от раннего до среднего возраста .
Привычка к физическим упражнениям становится одним из ранних факторов, определяющих старение мозга
Образ жизни, включая физическую активность, играет жизненно важную роль в изменении факторов риска в среднем возрасте, связанных с возрастным морфологическим и функциональным ухудшением состояния головного мозга, деменцией и другими нейродегенеративными заболеваниями. Регулярная физическая активность в среднем возрасте связана со снижением риска когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера в позднем взрослом возрасте.
Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что длительное нейрофизиологическое воздействие кардиометаболического здоровья и образа жизни начинается за годы до клинических проявлений возрастного снижения когнитивных функций. Несмотря на значительное влияние факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и образа жизни в среднем возрасте на здоровье мозга, большинство программ физических упражнений, направленных на улучшение кардиореспираторной выносливости ( КРВ ), ограничивались поздним взрослым возрастом.
Отсутствие стратегических мер подчеркивает необходимость оценки влияния физических упражнений в раннем и среднем взрослом возрасте на биомаркеры, связанные с возрастным состоянием здоровья мозга и предполагаемым возрастом мозга.
Механистические данные указывают на то, что физические упражнения улучшают здоровье мозга за счет повышения кардиореспираторной выносливости (КРВ). Более высокий уровень КРВ связан с улучшением когнитивных функций и снижением риска развития деменции. Снижение кардиометаболических факторов риска, таких как артериальное давление и масса тела, вызванное физическими упражнениями, также связывают с улучшением здоровья мозга.
Учитывая значительную связь между физическими упражнениями и возрастными изменениями здоровья мозга, исследователи из Научно-исследовательского института AdventHealth и Университета Питтсбурга (США) изучили влияние 12-месячной программы аэробных упражнений на кардиореспираторную выносливость (CRF) и нейровизуализационный суррогатный маркер старения мозга (brain-PAD).
Годичное рандомизированное исследование проверяет влияние аэробных упражнений
В этом 12-месячном рандомизированном клиническом исследовании приняли участие 130 человек в возрасте от 26 до 58 лет, которые были относительно здоровы, но вели малоподвижный образ жизни. Их случайным образом распределили в группу аэробных упражнений умеренной или высокой интенсивности (группа вмешательства) или в контрольную группу, получавшую стандартное лечение (контрольная группа).
Участники экспериментальной группы выполняли два контролируемых 60-минутных занятия в неделю в лабораторных условиях, а также занимались физическими упражнениями дома, чтобы достичь общей продолжительности физической активности в 150 минут в неделю.
Влияние физических упражнений на кардиореспираторную выносливость и возраст мозга оценивалось на исходном этапе и через 12 месяцев. Возраст мозга оценивался с использованием разницы между прогнозируемым возрастом мозга и показателем brain-PAD. Этот нейровизуализационный биомаркер количественно определяет разницу между хронологическим возрастом, фактическим возрастом и прогнозируемым возрастом мозга, полученным на основе структурной магнитно-резонансной томографии и алгоритмов машинного обучения. Когнитивные показатели и результаты лечения деменции не являлись основными конечными точками данного исследования.
Также был проанализирован эффект потенциальных медиаторов на влияние физических упражнений на возраст мозга. К этим медиаторам относились состав тела, артериальное давление и нейротрофический фактор мозга ( BDNF ).
Физические упражнения снизили возраст мозга, определяемый по данным МРТ, почти на один год
Исследование выявило значительную связь между повышением уровня кардиореспираторной подготовленности (КРП) и снижением риска развития периферической артериальной болезни головного мозга (ПАД) на исходном этапе. Этот вывод указывает на то, что у людей с улучшенной функцией сердца, легких и кровеносных сосудов в раннем и среднем взрослом возрасте мозг, как правило, выглядит «моложе» на МРТ . Однако эта поперечная связь не позволяет напрямую измерить скорость старения мозга или предсказать индивидуальные долгосрочные траектории старения мозга.
После 12 месяцев вмешательства у участников группы, выполнявшей упражнения, наблюдалось среднее снижение показателя мозговой периферической артериальной болезни (МПАБ) примерно на 0,60 года, в то время как в контрольной группе отмечалось незначительное увеличение примерно на 0,35 года. Разница между группами соответствовала снижению показателя мозговой ППАБ почти на 1 год (0,95 года) в группе, выполнявшей упражнения, по сравнению с контрольной группой. В контрольной группе после 12 месяцев стандартного лечения подобного улучшения состояния здоровья мозга не наблюдалось.
Что касается кардиореспираторной выносливости (КРВ) , исследование выявило значительное улучшение максимального потребления кислорода, показателя сердечно-сосудистой подготовленности и аэробной выносливости, через 12 месяцев у участников группы, выполнявшей упражнения. В отличие от них, у участников контрольной группы наблюдалось незначительное снижение. Значимого влияния физических упражнений на состав тела, артериальное давление или уровень циркулирующего нейротрофического фактора мозга (БДФМ) не наблюдалось. Однако уровень БДФМ в группе, выполнявшей упражнения, показал незначительное увеличение по сравнению с контрольной группой.
Проведенный медиационный анализ для выявления возможных физиологических и биологических медиаторов наблюдаемых взаимосвязей показал, что улучшение кардиореспираторной выносливости, вызванное физическими упражнениями, не оказывает существенного влияния на замедление старения мозга, измеренное с помощью теста Brain-PAD. Аналогично, не было обнаружено медиационного влияния состава тела, артериального давления и нейротрофического фактора мозга на наблюдаемые взаимосвязи.
Физические упражнения в раннем и среднем возрасте связаны с более здоровыми показателями старения мозга
Исследование подчеркивает важность 12-месячной программы аэробных упражнений умеренной и высокой интенсивности для улучшения кардиореспираторной выносливости и снижения нейровизуализационного маркера старения мозга у молодых и людей среднего возраста.
Исследование показало, что увеличение максимального потребления кислорода примерно на 7 мл/кг/мин на каждое стандартное отклонение снижает показатель старения мозга примерно на 1,83 года. Эти результаты свидетельствуют о том, что люди с более высоким уровнем кардиореспираторной подготовленности менее подвержены старению мозга в среднем возрасте, что отражается в оценках возраста мозга, полученных с помощью МРТ . Существующие данные, связывающие кардиореспираторную подготовленность с объемом серого вещества и целостностью белого вещества, дополнительно подтверждают эти выводы.
Что касается возможных медиаторов наблюдаемых взаимосвязей, исследование не выявило влияния кардиореспираторной подготовленности ( КРП) на вызванное физическими упражнениями снижение старения мозга. Одно из возможных объяснений заключается в том, что изменения КРП , вызванные физическими упражнениями и измеряемые по максимальному потреблению кислорода, отражают компонент КРП, изменяемый образом жизни . Напротив, семейные факторы, такие как общая среда обитания и генетические факторы, вносят значительный вклад в вариабельность КРП при поперечном измерении.
Другое объяснение может заключаться в том, что влияние ХРФ может быть более выраженным у лиц с повышенным сердечно-сосудистым риском. В текущем исследовании участвовали в основном здоровые взрослые люди в возрасте от раннего до среднего с относительно низким сердечно-сосудистым риском, что может маскировать любое опосредование, которое проявляется только у лиц с субклинической или явной сосудистой патологией.
Авторы также отмечают ряд ограничений, в том числе то, что только около 62 процентов участников прошли обследование головного мозга методом нейровизуализации после вмешательства, а также то, что связанные с COVID-19 сбои повлияли на последующие оценки.
В целом, результаты исследования показывают, что умеренная и интенсивная физическая активность в раннем и среднем взрослом возрасте может замедлить прогрессирование старения мозга, оцениваемое по нейровизуализационным биомаркерам, и потенциально снизить риск развития деменции в позднем взрослом возрасте. Однако необходимы более длительные исследования, чтобы определить, приведут ли эти изменения в головном мозге, связанные с периферической артериальной болезнью, к устойчивым когнитивным или клиническим преимуществам.