ZDRAVÁ CHRBTICA

Pohybové aktivity na mieru

podpora poznávacích funkcií

Kognitívne funkcie sa týkajú mentálnych procesov, ktoré sa podieľajú na získavaní vedomostí a porozumenia prostredníctvom myslenia, skúseností a zmyslov. Tieto funkcie zahŕňajú celý rad procesov vrátane vnímania, učenia, pamäte, riešenia problémov, jazyka a pozornosti.

Príjem krvného laktátu mozgom sa zvyšuje úmerne s intenzitou cvičenia. Počas tréningu s progresívne narastajúcim objemom záťaže kostrové svalstvo vykazuje zvýšenú glykolýzu, čo vedie k postupnému zvýšeniu koncentrácie laktátu v krvi. Časť krvného laktátu sa transportuje do mozgu prostredníctvom monocarboxylate transporters. Cvičenie ovplyvňuje aj plasticitu mozgu.

Cvičenie a mozog

Keď počas cvičenia zvyšujeme srdcovú frekvenciu, zvyšujeme prietok krvi do mozgu. Keď sa prietok krvi zvyšuje, mozog je vystavený väčšiemu množstvu kyslíka a živín. Cvičenie tiež vyvoláva uvoľňovanie prospešných bielkovín v mozgu. Tieto výživné proteíny udržujú mozgové bunky (neuróny) zdravé a podporujú rast nových neurónov. V dôsledku toho je zdravie jednotlivých neurónov dôležité pre celkové zdravie mozgu.

Pri cvičení telo uvoľňuje chemikálie, ako je dopamín a endorfíny, vďaka ktorým sa cítime šťastní, ale cvičenie zároveň pomáha mozgu zbaviť sa nepotrebných, škodlivých chemikálií, ktoré spôsobujú, že sa cítime vystresovaní a úzkostliví. Ľudia, ktorí cvičia, bývajú šťastnejší a menej vystresovaní ako tí, ktorí necvičia. Pravidelné cvičenie pomáha ovládať emócie, keď sa cítime nahnevaní alebo rozrušení.

Neuroplasticita, nervová plasticita alebo plasticita mozgu, je proces, ktorý zahŕňa adaptívne štrukturálne a funkčné zmeny mozgu. Je to schopnosť nervového systému zmeniť svoju aktivitu v reakcii na vnútorné alebo vonkajšie podnety reorganizáciou štruktúry, funkcií alebo spojení po poraneniach, ako je mŕtvica alebo traumatické poranenie mozgu.

Degeneratívne zmeny v štruktúre a funkcii mozgu sa vyskytujú v procese starnutia, čo spôsobuje pokles kognitívnych funkcií, ktoré nám pomáhajú poznávať okolitý svet, vďaka ktorým sa môžeme efektívne učiť, efektívne vykonávať činnosti, sú zodpovedné za všetko, čo vieme. Patrí sem napr. pamäť, pozornosť, myslenie, plánovanie, organizovanie, úsudok, schopnosť riešiť problémy, porozumieť a používať reč, vyjadrovať sa.

Okrem starnutia je to vaskulárna demencia (problémy s uvažovaním, plánovaním, úsudkom, pamäťou a inými myšlienkovými procesmi spôsobenými poškodením mozgu v dôsledku zhoršeného prietoku krvi do mozgu):

• Alzheimerova choroba (je príčinou 60–70 % prípadov demencie; najčastejším skorým príznakom sú ťažkosti so zapamätaním si nedávnych udalostí),
• Parkinsonova choroba (chvenie, trasenie, porucha môže spôsobiť aj stuhnutosť alebo spomalenie pohybu),
• Huntingtonova choroba (nervové bunky v častiach mozgu sa postupne rozpadávajú a odumierajú – ovplyvnenie pohybu...),
• a iné neurodegeneratívne ochorenia, ale aj niektoré metabolické ochorenia ako cukrovka sprevádzané zvýšeným rizikom kognitívnych porúch alebo demencie.

Laktát

Hoci ľudský mozog tvorí len 2 % celkovej telesnej hmotnosti, tvorí približne 15 % celkového prietoku krvi, ktorý zabezpečuje kardiovaskulárny systém. Keď je mozog v pokojovom stave, využíva najmenej 25 % cirkulujúcej glukózy v tele a asi 20 % celkového telesného kyslíka na udržanie neuronálnej aktivity, čo naznačuje vysokú energetickú náročnosť mozgu a dôležitosť adekvátneho zásobovania energiou pre správnu funkciu mozgu. Glukóza je nevyhnutným substrátom pre energetický metabolizmus mozgu.

Glykogén je dynamická zložka energetiky mozgu a môže byť selektívne použitý na podporu konsolidácie pamäte.

Životne dôležitá je úloha laktátu pri regulácii plasticity, angiogenézy a excitability neurónov (schopnosť aktivácie a reakcie na podnety), čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje synaptický prenos a funkciu.

Laktát sa takmer nezúčastňuje na zásobovaní mozgu energiou v pokojovom stave. Keď intenzita cvičenia dosiahne 60 % maximálnej spotreby kyslíka (VO₂max), spotreba laktátu v mozgu sa výrazne zvýši. Keď sa intenzita cvičenia ďalej zvyšuje, príjem laktátu v mozgu sa naďalej zvyšuje. Keď sa intenzita cvičenia zvýši na VO₂max, podiel laktátu sa zvýši, zatiaľ čo podiel glukózy a kyslíka sa zníži. V porovnaní s pred cvičením dôjde k niekoľkonásobnému zvýšeniu absorpcie laktátu v mozgu v reakcii na vyčerpávajúce cvičenie. Tento trend pokračuje po určitú dobu aj po ukončení cvičenia.

Mozog môže využívať laktát ako zdroj energie nielen počas fyziologických podmienok, ale aj počas stavov, kedy je glukózový metabolizmus obmedzený (napr. počas hypoxie).

Tvorba laktátu pri rôzne dlhom zaťažení

PLASTICITA MOZGU

Plasticita mozgu, tiež známa ako neuroplasticita alebo nervová plasticita, sa týka schopnosti mozgu reorganizovať a prispôsobiť svoju štruktúru a funkcie v reakcii na skúsenosti, učenie a zmeny prostredia. Tento koncept spochybňuje tradičnú predstavu, že štruktúra a funkcie mozgu sú po určitom veku pevné a nemenné.

Existujú dva hlavné typy plasticity mozgu:

Štrukturálna plasticita: Týka sa to fyziologických zmien v štruktúre mozgu, vrátane rastu nových neurónov (neurogenéza), tvorby nových synapsií (synaptogenéza) a prerezávania alebo eliminácie existujúcich synapsií (synaptické prerezávanie). Štrukturálna plasticita hrá kľúčovú úlohu pri učení a pamäti, ako aj pri zotavovaní sa z poranení mozgu.

Funkčná plasticita: Zahŕňa zmeny vo funkčnej organizácii mozgu. Keď je špecifická oblasť mozgu poškodená, iné oblasti môžu niekedy prevziať jej funkcie. Ak je napríklad poškodená jedna oblasť zodpovedná za spracovanie jazyka, namiesto toho môže začať spracovávať jazyk iná oblasť. Tento typ plasticity sa často pozoruje v prípadoch poranenia mozgu alebo mŕtvice.

Plasticita mozgu je najvýraznejšia v kritických obdobiach vývoja, ako je detstvo a dospievanie, keď mozog ešte dozrieva a vytvára spojenia. Avšak plasticita pokračuje počas života, aj keď v menšej miere, a môže byť ovplyvnená rôznymi faktormi, vrátane učenia, zmyslových skúseností, obohatenia prostredia a dokonca aj mentálnych cvičení.

Aktivity, ako je učenie sa novej zručnosti, hra na hudobný nástroj, zapojenie sa do kognitívneho tréningu a dokonca aj zotavovanie sa z poranení mozgu alebo mŕtvice, to všetko môže viesť k zmenám v štruktúre a funkcii mozgu, čo odráža adaptabilitu mozgu.

Pochopenie plasticity mozgu má významné dôsledky pre oblasti, ako je vzdelávanie, rehabilitácia a neuroveda. Vedie to k vývoju intervencií a terapií (Štvordimenzionálny časopriestorový Systém cielenej celostnej trakčnej kinezioterapie), ktoré využívajú prirodzenú schopnosť mozgu adaptovať sa a prepájať sa, čím potenciálne zlepšujú kognitívne funkcie a pomáhajú pri zotavovaní sa zo stavov súvisiacich s mozgom.

Ak dôjde k poškodeniu nejakej časti mozgu, cieleným a dlhodobým tréningom je možné podporiť plasticitu mozgu a poškodenú oblasť obísť, nahradiť – miera prestavby závisí od rozsahu poškodenia a od času, ktorý uplynul do začiatku rehabilitácie.

Funkčná plasticita je schopnosť mozgu presúvať funkcie z poškodenej oblasti mozgu do iných nepoškodených oblastí.

Štrukturálna plasticita  je schopnosť mozgu skutočne zmeniť svoju fyzickú štruktúru v dôsledku učenia.

Poškodenie mozgu alebo miechy spúšťa kaskádu deštruktívnych mechanizmov. Neuroplasticita a neurogenéza menia vnímanie centrálneho či periférneho nervového systému. Potenciál synaptickej neuroplasticity a funkcie gliových buniek (výživa neurónov, fagocytóza, tvorba myelínu...) podporuje neuroregeneráciu prostredníctvom opakovaných špecifických a starostlivo vyladených pohybov – adaptívny tréning.

Intenzita cvičenia a plasticita mozgu

Keď sa staráme o svoje telo, staráme sa aj o svoj mozog. Existujú neurobiologické dôkazy o tom, aký typ intenzity cvičenia je najvhodnejší pre určité kognitívne alebo behaviorálne modulácie a môže pripraviť cestu pre podporné klinické aplikácie u pacientov alebo pre zvýšenie funkčnej plasticity mozgu.

• Cvičenie s nízkou intenzitou spúšťa mozgové siete zapojené do kontroly poznania a spracovania pozornosti,
• cvičenie s vysokou intenzitou primárne aktivuje siete zapojené do afektívneho/emočného spracovania.

Myokíny

Myokíny sú cytokíny alebo proteiny a proteoglykánové peptidy produkované a uvoľňované bunkami kostrového svalstva v reakcii na svalové kontrakcie. Receptory pre myokíny sa nachádzajú vo svaloch, tuku, pečeni, pankrease, kostiach, srdci, imunitných a mozgových bunkách. Predovšetkým sa podieľajú na metabolických zmenách súvisiacich s cvičením, ako aj na metabolických zmenách po tréningovej adaptácii. Tiež sa podieľajú na regenerácii a oprave tkaniva, udržiavaní zdravého telesného fungovania, imunomodulácii a bunkovej signalizácii, expresii a diferenciácii.

Myokíny sa vylučujú ako odpoveď na kontrakcie kostrového svalstva počas cvičenia a sú sľubnými molekulami proti starnutiu vďaka ich výhodám pri chorobách súvisiacich s vekom. Myokíny sú produkované ako odpoveď na pravidelné cvičenie a zohrávajú kľúčovú úlohu pri prevencii alebo zmiernení chorôb súvisiacich so starnutím, ako je demencia, obezita, cukrovka a kardiovaskulárne a metabolické ochorenia... 

Vek a účinky pohybových aktivít

Starší ľudia môžu potrebovať pomoc pri sústredení pozornosti na viacero vecí naraz a môžu mať problémy s uchovávaním zážitkov a informácií v pamäti. To môže spôsobiť problémy pri porozumení a efektívnej komunikácii prostredníctvom reči, jazyka.

Udržiavanie fyzického zdravia počas celého života pomôže s kognitívnymi schopnosťami. Zdravé telo podporuje zdravú myseľ. S pribúdajúcim vekom je čoraz dôležitejšie cielené telesné cvičenie a zdravé stravovacie návyky, ako aj pravidelná účasť na sociálnych interakciách.

Cvičenie rôznych typov intenzity môže výrazne zlepšiť kognitívne schopnosti ľudí v celej škále rôzneho veku. Aeróbne cvičenie strednej intenzity je prospešné pre zlepšenie mentálnej rýchlosti a pozornosti u jedincov s Alzheimerovou chorobou, ako aj u detí a zdravých starších dospelých. 

Využitie pohybových aktivít v praxi

Tým, že sa preorientujeme z monotónneho tréningu vytrvalosti na dlhé vzdialenosti (veľký počet cyklických opakovaní stereotypného pohybu) na kombináciu metód, ako je aeróbna kapacita a vysoko intenzívny intervalový tréning (striedanie krátkeho času intenzívneho alebo výbušného anaeróbneho cvičenia s krátkou regeneráciou) a funkčné metódy tréningu aj Systém cielenej celostnej trakčnej kinezioterapie, otvoríme oblasť transformačných možností. Vybudujeme u jedincov nielen kardiovaskulárnu odolnosť, ale aj precízne vyladenú agilitu, výbušnú silu, schopnosť rýchleho rozhodovania sa a schopnosť prispôsobiť sa novej situácii v zlomku sekundy v stresových podmienkach – uplatnenie najmä v zložkách polície a armády, u hasičov a záchranárov, ale aj športovcov.

Adaptabilná a variabilná povaha intervalového tréningu (striedanie krátkeho času intenzívneho alebo výbušného anaeróbneho cvičenia s krátkym časom regenerácie) pripravuje jedincov lepšie na nepredvídateľný charakter ich profesie. Dokážu rozvinúť schopnosti rýchlo a prispôsobiť svoje dynamické a duševné reakcie v momentálnej situácii a robiť rozhodnutia v stresových podmienkach v krátkom časovom rozpätí.

Príliš dlhé cvičenie spôsobuje nadmernú únavu a zároveň nadmerný stupeň dehydratácie, čím narúša kognitívnu výkonnosť. Príliš krátke cvičenia nemusia predstavovať dostatočný stimul na zlepšenie kognície. Najlepšie kognitívne vylepšenia sa dosahujú medzi 11-21 minútou pri cvičení so strednou intenzitou a medzi 10-30 minútou pri vykonávaní aeróbneho vysoko intenzívneho intervalového tréningu.

Učenie

Zvýšenú úroveň úspešnosti učenia dosiahneme s vysoko intenzívnym intervalovým tréningom (striedanie krátkych úsekov intenzívneho alebo výbušného anaeróbneho cvičenia s krátkym časom regenerácie). Tento typ tréningu je prospešnejší než nepretržité cvičenie strednej intenzity.

Po 10-20-sekundových intervaloch s vysokou intenzitou (dobrý spôsob na zvýšenie akumulácie laktátu a vodíkových iónov) môžeme preveriť svoj mozog vykonaním testu mentálnej stratégie napríklad rýchlostným šachom, rýchlosťou v online hre alebo poznávacími možnosťami ihneď po každom intervale.

Pamäť

Medzi aeróbne a anaeróbne trénovanými subjektmi nebýva významný rozdiel v skóre pamäti, ale oproti netrénovaným je rozdiel významný. Aeróbne a anaeróbne pohybové aktivity môžu slúžiť ako prostriedok na zlepšenie pamäte a procesov učenia.

Kognitívne schopnosti sú funkcie, ktoré náš mozog používa na myslenie, pozornosť, spracovanie informácií, čím neustále pomáha našim myšlienkovým pochodom, zapamätávaniu a následnému upevňovaniu a vybavovaniu. Niektoré z týchto funkcií zahŕňajú trvalú pozornosť, sluchové spracovanie a krátkodobú pamäť.

Kognitívne zručnosti sú nevyhnutné na udržanie a rozšírenie našej mozgovej kapacity, no okrem toho nám tieto zručnosti môžu pomôcť presadiť sa v sociálnom, osobnom a profesionálnom prostredí.

Laktát pôsobí ako zdroj energie pre mozog na zlepšenie kognitívnych funkcií

Starnutie populácie sa stalo celosvetovým fenoménom. Degeneratívne zmeny v štruktúre a funkcii mozgu sa vyskytujú so starnutím, čo spôsobuje pokles kognitívnych funkcií u starších dospelých. Okrem starnutia je vaskulárna demencia, Alzheimerova choroba, Parkinsonova choroba, Huntingtonova choroba a iné neurodegeneratívne ochorenia, ale aj niektoré metabolické ochorenia ako cukrovka sprevádzané zvýšeným rizikom kognitívnych porúch alebo demencie.

Pravidelné cvičenie sa ukázalo ako účinný prostriedok prevencie a liečby kognitívnych porúch alebo demencie, ktorý môže znížiť riziko demencie u zdravých ľudí a dokonca aj u rizikových nosičov génov. Komplexné zdravotné prínosy cvičenia sú systémové, multidimenzionálne a multiorgánové, vrátane kostrového svalstva, kardio-respiračného systému, cievneho systému, pečene, tuku a mozgu. 

Ak si chcete zlepšiť výkon mozgu v starobe, pravidelný sex je kľúčom k tomu.

Centrálny nervový systém vyžaduje vysokú hladinu energie na udržanie rôznych fyziologických aktivít, najmä v procesoch neurálnej plasticity a tvorby pamäti. Poruchy energetického metabolizmu mozgu môžu ovplyvniť prenos synaptických informácií a spôsobiť sériu patologických zmien, ako je strata a degenerácia neurónov, čo ďalej poškodzuje kognitívne funkcie.

Mierna až intenzívna fyzická aktivita pozitívne koreluje so zníženým rizikom kognitívneho poškodenia a demencie. Pravidelné cvičenie môže posilniť neurogenézu a synaptickú plasticitu, zlepšiť cerebrálnu hemodynamiku, zvýšiť expresiu neurotrofických faktorov, zmierniť centrálnu zápalovú odpoveď a následne mať pozitívny vplyv na kognitívne funkcie a zdravie mozgu.

Laktát a jeho receptor slúžia ako potenciálne ciele pri liečbe kognitívnych porúch súvisiacich s vekom. Mierna až vysoká intenzita cvičenia výrazne zvyšuje hladinu laktátu v krvi a mozgu. Laktát generovaný cvičením spomaľuje patologickú progresiu starnutia mozgu a neurodegeneratívnych ochorení. Preto môže byť laktát dôležitým sprostredkovateľom cvičenia na podporu zdravia mozgu.

Budúcnosť cvičenia podporujúceho zdravie mozgu

Cvičenie strednej až vysokej intenzity zvyšuje tvorbu laktátu odvodeného z mozgu a myogénneho laktátu. Zvýšené množstvo laktátu hrá dvojakú úlohu, čím zlepšuje kognitívne funkcie:
1. substrát na zásobovanie energiou,
2. signálna molekula v mozgu.

Zvýšená aktivita neurónov počas cvičenia stimuluje astrocytickú glykogenolýzu a následnú aeróbnu glykolýzu. Cvičenie reguluje expresiu alebo aktivitu transportérov a metabolických enzýmov súvisiacich s ANLS (astrocyte-neuron lactate shuttle), aby sa splnili vyššie energetické nároky neurónov. Cvičenie medzitým ovplyvňuje expresiu génov súvisiacich s plasticitou aktivácie intracelulárnej signálnej kaskády po prúde laktátu, aby sa pôsobilo proti kognitívnemu poklesu súvisiacemu s vekom.

Priame pôsobenie cvičenia cez krčnú chrbticu na mozog - automobilizácia a automasáž. Na prvom obrázku je malý priemer valca, ale konštrukčne vysoko položený, čo výrazne negatívne ovplyvňuje kyfotickú krivku v krčno-hrudnom prechode chrbtice (stlačenie vnútorných orgánov - limitovaná funkcia pľúc a srdca, bránice). V špecifických prípadoch (zmeny tlaku krvi, ...) môžeme pri polohovaní i cvičení krátkodobo vyskúšať veľký priemer valca. Opatrne vstávame do sedu a o chvíľu do stoja.

Laktátová homeostáza v mozgu sa považuje za jeden z dôležitých neurobiologických mechanizmov cvičenia, ktoré bránia alebo odďaľujú pokles kognitívnych funkcií.

Životne dôležitá je úloha laktátu pri regulácii plasticity, angiogenézy a excitability neurónov (dráždivosť buniek, ich schopnosť reagovať na zmenu prostredia), čo v konečnom dôsledku ovplyvňuje synaptický prenos a funkciu.

Histónová laktylácia: mohla by to byť budúcnosť cvičenia podporujúceho zdravie mozgu. Rozhodujúcu úlohu v tomto procese zohráva laktát, získaný z glykolýzy. Histónová laktylácia sa podieľa na rôznych fyziologických a patologických procesoch.

Poznámky

Astrocyty alebo astroglie sú bunky patriace do skupiny neuroglie. Astrocyty sú bunky centrálneho nervového systému a majú dôležitú úlohu v podpore metabolizmu neurónov a udržiavaní ich funkcie.

ANLS (astrocyte-neuron lactate shuttle) – astrocyt-neurón laktátový raketoplán prispieva k aktivácii neurónov alebo synaptickej plasticite na bunkovej úrovni, ako aj k závislosti na učení/pamäti a kokaíne na úrovni správania.

Webová stránka bola vytvorená pomocou on-line webgenerátora WebĽahko.sk