Наука подтвердила то, что любители спорта всегда знали по собственному опыту: физические упражнения полезны для мозга. Они усиливают приток крови, подавляют выработку гормонов стресса и стимулируют выброс эндорфинов, вызывающих хорошее самочувствие. Считается, что одним из способов воздействия физических упражнений на мозг является цепочка процессов, которые в конечном итоге приводят к высвобождению гормона BDNF. Известно, что BDNF, вырабатываемый печенью, мозгом, скелетными мышцами и жировой тканью, способствует росту, выживанию и поддержанию нервных клеток.
Предыдущие исследования показали, что отправным сигналом для этой физиологической цепочки является высокий уровень лактата в крови, побочного продукта преобразования углеводов в мышцах, печени и крови в энергию при недостатке кислорода — например, во время высокоинтенсивных физических упражнений. Исследование, проведенное в журнале Frontiers in Cellular Neuroscience, показало, что физиологические преимущества физических упражнений могут быть частично имитированы простым внутривенным введением лактата.
«Здесь мы впервые показываем, что такое вливание приводит к повышению уровня лактата в крови, который характерен для физических нагрузок средней и интенсивной интенсивности. В конечном счете, это повышает уровень молекулы-предшественника BDNF, которая, вероятно, вырабатывается скелетными мышцами«, — сказал ведущий автор исследования доктор Маркус Моберг, старший преподаватель Шведской школы спорта и медицинских наук в Стокгольме.
Суть исследования
Авторы провели так называемое «рандомизированное перекрестное исследование» на 12 здоровых добровольцах в возрасте от 20 до 40 лет. После голодания в течение ночи им было предложено полежать, пока они либо получали внутривенную инфузию лактата натрия продолжительностью в один час, а затем, через семь- 30 дней, одночасовую инфузию физиологического раствора, либо проходили эти процедуры в обратном порядке.
У каждого добровольца брали кровь каждые 10 минут во время обеих процедур, а также через 15, 30, 45, 60, 90, и 120 минут после них. Биопсия мышц голени проводилась до и сразу после каждой инфузии лактата, а также через 60 и 120 минут после нее.
Контрольная группа из шести дополнительных добровольцев прошла лечение исключительно физиологическим раствором, а также сдала образцы крови и четыре биопсии мышц.
Исследователи измерили концентрацию лактата в каждом образце крови или мышечной ткани. Кроме того, они определили количественные уровни pro-BDNF, биологически активной молекулы-предшественника BDNF, в дополнение к ее зрелой молекулярной форме mBDNF, в плазме крови, сыворотке и плазме с низким содержанием тромбоцитов, то есть плазме, из которой было удалено большинство тромбоцитов.
Как и ожидалось, во время инфузии концентрация лактата в крови повышалась, достигая максимальных значений, аналогичных тем, которые обычно достигаются после высокоинтенсивных физических нагрузок. Важно отметить, что концентрация прогормона pro-BDNF увеличилась через 15 минут после окончания инфузии лактата и оставалась высокой в течение двух часов после этого. Напротив, ни уровень pro-BDNF в мышцах, ни уровень mBDNF в плазме или сыворотке крови не менялись ни во время, ни после инфузии лактата.
Авторы пришли к выводу, что внутривенной инфузии лактата достаточно для повышения уровня pro-BDNF в крови, но без влияния на уровень mBDNF. Другими словами, одной лишь инфузии лактата достаточно, чтобы имитировать некоторые, но не все физиологические эффекты высокоинтенсивных упражнений. Ожидается, что такое повышение уровня pro-BDNF окажет аналогичное благотворное воздействие на здоровье мозга, независимо от механизма, лежащего в его основе.
Для здоровья мозга надо родолжать заниматься спортом
Хорошая ли это новость для тех из нас, кто ненавидит физические нагрузки? Возможно, когда-нибудь, но пока авторы настоятельно предостерегают от пропуска этапа упражнений и использования только лактата.
«Мы скорее предполагаем, что интенсивность физических упражнений важна, если мы хотим сохранить здоровье мозга. Для здорового старения нервной системы следует рекомендовать упражнения высокой интенсивности пару раз в неделю, которые подвергают мозг воздействию высоких уровней лактата«, — сказал Моберг.
В будущем эти результаты могут помочь в целенаправленном, индивидуальном назначении физических упражнений в клинических условиях, особенно для групп населения с ослабленным здоровьем мозга.
Кроме того, поскольку известно, что лактат оказывает гормональное воздействие, существует потенциал для фармакологических вмешательств. Это потребовало бы дополнительных исследований, чтобы точно определить механизм, с помощью которого лактат контролирует метаболизм BDNF у человека.
Дополнительная информация: Инфузия лактата повышает уровень циркулирующих нейротрофических факторов, продуцируемых мозгом, у людей, что является передовым достижением в области клеточной неврологии (2025). DOI: 10.3389/полный номер.2025.1644843