A testmozgás nem csak az izmokat erősíti meg, de az idegsejteket is. A Neuron oldalain megjelent egy új tanulmány, amely szerint a futópadon végzett ismételt edzések megerősítik az egerek agyában az idegi kapcsolatokat, így bizonyos neuronok gyorsabban aktiválódnak. Ráadásul ez az „áthuzalozás” elengedhetetlennek tűnik ahhoz, hogy az egerek fokozatosan javítsák az állóképességüket.

A kutatás rávilágít arra, hogy az agy – egerekben és feltehetően emberekben is – aktív szerepet játszik az állóképesség fejlesztésében, azaz abban a képességben, hogy ismételt gyakorlással javuljon a fizikai teljesítmény, mondja Nicholas Betley, a Pennsylvaniai Egyetem neurológusa és a tanulmány társszerzője.

„Elmész futni, és a tüdőd kitágul, a szíved jobban pumpál, az izmaid lebomlanak és újjáépülnek. Megtörténnek mindezek a csodálatos dolgok, és legközelebb még könnyebben megy minden” – mondja Betley. „Nem gondoltam volna, hogy mindezt az agy koordinálja.”

Betley és kollégái arra voltak kíváncsiak, hogy mi történik az agyban, amikor az edzéssel erősebbé válunk. Ezért úgy döntöttek, hogy az étvágyat és a vércukorszintet szabályozó hipotalamuszra koncentrálnak. A csapat elsősorban egy olyan neuroncsoportra összpontosított, amely a szteroidogén faktor 1 (SF1) nevű fehérjét termeli, amelyről ismert, hogy szerepet játszik az anyagcsere szabályozásában. Egy korábbi kutatás során már megállapították, hogy az SF1-et kódoló gén kiiktatása rontja az egerek állóképességét.

Betley csapata futópadon futó egerekben figyelte meg az SF1-neuronok aktivitását, és megállapították, hogy ezek a sejtek valóban aktiválódnak a testmozgás hatására. De érdekes módon az SF1-neuronok egy csoportja csak a testmozgás befejezése után vált aktívvá. Több edzés hatására pedig a futás után aktiválódó neuronok száma, valamint aktivitásuk mértéke is nőtt.

Amikor a kutatók három héten át folyamatosan edző egerek agyának metszeteit vizsgálták, változásokat észleltek az SF1-neuronok elektromos tulajdonságaiban azokhoz az egerekhez képest, amelyek nem végeztek ismételt edzéseket. Ezek a változások azt sugallták, hogy az edzett egerek neuronjai könnyebben aktiválódtak. Az is kiderült, hogy az ismételt edzés megduplázta az elektromos jelek kibocsátására kész szinapszisok számát.

Végül a szerzők optogenetikát alkalmaztak az egerek SF1 neuronjainak „kikapcsolására” edzés után, vagyis egy olyan technikát, amely révén fény segítségével lehet aktiválni vagy gátolni a genetikailag módosított neuronokat. Amikor ezeket a neuronokat kikapcsolták, az egerek futási teljesítménye nem javult, és gyorsabban kimerültek, mint azok az állatok, amelyeknél az SF1-neuronokat nem kapcsolták ki.

Jeffrey Zigman, a Texasi Egyetem kutatóorvosa elmondta, hogy bár lehetnek más agyi területek is, amelyek szerepet játszanak az állóképességben, a vizsgálat valóban megerősíti ezeknek a neuronoknak a fontosságát, sőt talán alapvető funkcióját is az állóképességi hatások közvetítésében. „Minél többet edzünk, annál több ingerlő szinapszis alakul ki, és annál nagyobb lesz az állóképességünk” – mondja a szakértő.

A kutatók egy másik érdekes kísérletben is optogenetikát alkalmaztak, hogy edzés után fokozzák az egerek SF1-neuronjainak aktivitását. Ez még nagyobb teljesítménynövekedést eredményezett: ezek az egerek tovább és gyorsabban futottak, mint azok az állatok, amelyek ugyanazt a tréninget végezték el, de nem kaptak ilyen ingerlést.

Betley szerint a jövőben a szakértők vizsgálhatják, hogy lehetséges-e ezeket az idegsejteket emberekben is ingerelni, hogy segítsenek a betegség során elvesztett izomtömeg visszanyerésében vagy annak megőrzésében az öregedés során, vagy akár a sportolók teljesítményének javításában is. Ez nem lesz egyszerű, hiszen az optogenetika nagyon invazív technika, amelyet egyelőre főként laboratóriumi állatokon alkalmaznak. Tehát ezek a kilátások még nagyon futurisztikusak, és nem világos, hogyan lehetne hasonló módon fokozni az SF1-idegsejtek aktivitását emberekben, mondja Betley. „De már az is jó, hogy az emberek tudják, a testmozgás nem csak az izmok lebontásáról és felépítéséről szól, hanem az egész agyunkat megváltoztatja” – teszi hozzá a kutató.