Это продолжение обзора научной работы (DOI: 10.1073/pnas.1205535109), в которой исследуется, как физическая активность, в частности бег, влияет на работу мозга. Если в первой части речь шла о нейропластичности и росте новых нейронов, то сейчас мы подробно разберем антидепрессивный эффект бега.
Для начала важно понять, что такое депрессия с медицинской точки зрения. Это не просто плохое настроение, а комплексное состояние, для которого характерны устойчивое снижение эмоционального фона и замедление психических процессов. Стоит отметить, что в научном сообществе до сих пор нет единой, общепринятой теории, полностью объясняющей механизмы развития депрессии у человека.
В данном обзоре мы будем опираться на одну из наиболее перспективных и логичных концепций — нейротрофическую гипотезу происхождения этого расстройства.
Нейропластичность как основа изменений
Ранее мы уже обсуждали, как регулярный бег запускает в мозге процессы нейропластичности. Если кратко, это означает не только рождение новых нервных клеток (нейрогенез), но и усложнение их структуры — рост и ветвление дендритов, отростков, которые формируют связи между нейронами. Эти изменения были обнаружены у лабораторных крыс, которые в течение месяца добровольно бегали в колесе. У них заметно повысилась активность (экспрессия) двух ключевых нейротрофических факторов: Mif (фактор ингибирования миграции макрофагов) и Bdnf (мозговой нейротрофический фактор).
Чтобы было понятнее: экспрессия гена — это процесс реализации закодированной в ДНК информации. Сначала на основе ДНК создается матричная РНК (транскрипция), а затем на ее основе в рибосомах клетки синтезируется нужный белок (трансляция). Увеличение экспрессии означает, что клетка начинает производить больше определенных веществ, в нашем случае — нейротрофинов.
Почему возникает депрессия: взгляд нейротрофической гипотезы
Согласно этой гипотезе, корень проблемы — в хроническом дефиците нейротрофических факторов, таких как Bdnf и Mif. Их недостаток приводит к ослаблению и разрушению связей между важнейшими отделами мозга: префронтальной корой (отвечает за принятие решений и контроль поведения), гиппокампом (ключевая структура для памяти) и миндалевидным телом (центр страха и тревоги). Когда коммуникация между этими зонами нарушается, их нормальное функционирование становится невозможным.
Кроме того, дефицит нейротрофинов негативно сказывается на передаче сигналов и внутри оставшихся нейронных цепочек. Нейроны общаются друг с другом через специальные контакты — синапсы. Сигнал передается с помощью химических веществ — нейромедиаторов (например, серотонина), которые выделяются в синаптическую щель. При депрессии этих медиаторов выделяется слишком мало, чтобы эффективно активировать следующий нейрон в цепи, что приводит к «затуханию» нервных импульсов.
Интересно, что большинство современных антидепрессантов (таких как флуоксетин) работают именно на этом уровне — они искусственно повышают концентрацию медиаторов в синапсе. Однако такой подход борется со следствием, а не с причиной, которой, согласно нейротрофической гипотезе, является именно недостаток факторов роста.
Как бег запускает «ремонт» мозга
Исследование показало, что бег действует глубже. Увеличение выработки Mif и Bdnf во время физических упражнений не только стимулирует нейрогенез и рост дендритов, восстанавливая утраченные связи, но и влияет на биохимию нейронов. В частности, нейротрофин Mif активирует гены, ответственные за производство ферментов, необходимых для синтеза серотонина. Ключевой из этих ферментов — триптофангидроксилаза-2 (Tph2).
На графике четко видно, что у бегающих крыс уровень экспрессии Tph2 значительно выше, чем у их малоподвижных собратьев. Роль Mif здесь была доказана в контрольном эксперименте: когда его действие блокировали лекарствами, уровень Tph2 у тренированных животных не повышался и оставался таким же низким, как у нетренированных.
Дальнейшие опыты на клеточных культурах подтвердили, что введение Mif приводит к устойчивому, длительному (до 36 часов) росту концентрации серотонина.
Поведенческое подтверждение: тест Порсолта
Чтобы доказать, что эти биохимические изменения действительно имеют антидепрессивный эффект, ученые провели классический поведенческий тест — тест принудительного плавания (или тест Порсолта). Крысу помещают в сосуд с водой, из которого она не может выбраться, и фиксируют время, в течение которого она активно пытается спастись, вместо того чтобы пассивно держаться на поверхности.
Животных разделили на группы: с нормальным уровнем Mif (WT) и с заблокированным Mif (KO), и в каждой были подгруппы малоподвижных и тренированных (бегающих) особей.
Результаты были красноречивы. Крысы с заблокированным Mif (группа KO) быстро «сдавались», демонстрируя самое короткое время активного плавания, и тренировки не помогали им улучшить результат. В то же время в группе с нормальным Mif (WT) бегающие крысы боролись за спасение значительно дольше (около 150 секунд), чем их нетренированные сородичи (около 100 секунд). Это прямое доказательство того, что бег через активацию нейротрофина Mif вызывает выраженный антидепрессивный эффект на уровне поведения.
Ключевые выводы
Нейротрофическая гипотеза связывает развитие депрессии с дефицитом факторов роста нервной ткани, таких как Mif и Bdnf.
Этот дефицит ведет к разрыву нейронных связей и нарушению передачи сигналов в мозге, что проявляется в симптомах депрессии.
Регулярные произвольные физические упражнения (в частности, бег) значительно повышают выработку этих нейротрофинов.
Нейротрофин Mif играет особую роль, так как не только способствует нейропластичности, но и напрямую усиливает синтез серотонина, оказывая комплексное антидепрессивное действие, что подтверждается как биохимическими анализами, так и поведенческими тестами.
Таким образом, бег можно рассматривать как мощное естественное средство, которое воздействует на саму причину депрессивных расстройств, стимулируя внутренние восстановительные механизмы мозга.
Спасибо за внимание! Надеюсь, этот обзор помог вам лучше понять сложные, но удивительные взаимосвязи между физической активностью и психическим здоровьем.
ИсследованияНаука-попНаукаБиологияБиохимияИсследователиДепрессияМедицинаФармакологияLongpost 3 Поддержка чувствБольше интересных статей здесь: Новости науки и техники.
Источник статьи: Бег побеждает депрессию.