Κατά τη διάρκεια της έντονης σωματικής άσκησης, ο ανθρώπινος εγκέφαλος μπορεί να ενεργοποιήσει έναν μηχανισμό επιβίωσης που κάποτε θεωρούνταν αδύνατος. Νέα έρευνα δείχνει ότι ο εγκέφαλος θα μπορούσε να αρχίσει να «τρώει» τμήματα του ίδιου του ιστού του όταν εξαντλούνται τα αποθέματα ενέργειας. Ποιο ρόλο παίζει η μυελίνη σε αυτήν τη διαδικασία και πώς επηρεάζεται η εγκεφαλική λειτουργία μετά από έναν μαραθώνιο; Οι επιστήμονες πλέον ερευνούν ένα φαινόμενο που θα μπορούσε να αναδιαμορφώσει το τι κατανοούν για τη νευροπλαστικότητα του εγκεφάλου.
Η καθημερινή συνήθεια που βελτιώνει τη μνήμη και κρατάει υγιή τον εγκέφαλο σύμφωνα με μελέτη
Σωματική καταπόνηση και παραγωγή ενέργειας: Τι είναι η μεταβολική πλαστικότητα της μυελίνης και πώς επηρεάζει τον εγκέφαλο
Τι συμβαίνει στον ανθρώπινο εγκέφαλο όταν ωθείται στα άκρα το σώμα μας; Σύμφωνα με αναδυόμενες έρευνες, κατά τη διάρκεια ακραίων δραστηριοτήτων όπως το τρέξιμο μαραθωνίου, ο εγκέφαλος μπορεί να ενεργοποιήσει έναν ριζοσπαστικό μηχανισμό επιβίωσης: να καταναλώσει μέρη της ίδιας του της δομής ως καύσιμο.
Αυτό το φαινόμενο, το οποίο αναφέρεται ως μεταβολική πλαστικότητα της μυελίνης, υποδηλώνει ότι, όταν δεν υπάρχουν επαρκή αποθέματα γλυκόζης, οι νευρώνες μπορεί να αρχίσουν να διασπούν τη μυελίνη – το λιπαρό περίβλημα που προστατεύει τις νευρικές ίνες – χρησιμοποιώντας την ως εφεδρική πηγή ενέργειας.
Αν και προσωρινός, αυτός ο αυτοκανιβαλισμός θα μπορούσε να εξηγήσει τις αλλαγές στη λειτουργία του εγκεφάλου μετά από έντονη άσκηση και να ανοίξει νέους δρόμους κατανόησης της νευροπλαστικότητας και της ανθεκτικότητας του ανθρώπινου σώματος.
Πώς επηρεάζεται η υγεία και το σώμα των έμπειρων αθλητών αντοχής
Στο άρθρο του 2018 με τίτλο «The ‘Extreme Exercise Hypothesis’: Recent Findings and Cardiovascular Health Implications», οι ερευνητές εξετάζουν τη παράδοξη σχέση μεταξύ της συχνής μακροχρόνιας άσκησης αντοχής και της καρδιαγγειακής υγείας. Η ανασκόπηση επισημαίνει ότι ενώ η σωματική δραστηριότητα είναι γενικά ευεργετική, τα ακραία επίπεδα μπορεί να οδηγήσουν σε μόνιμες καρδιακές αλλαγές σε ορισμένους έμπειρους αθλητές αντοχής.
Αυτές περιλαμβάνουν αυξημένη ασβεστοποίηση των στεφανιαίων αρτηριών, αυξημένη απελευθέρωση καρδιακών βιοδεικτών, μυοκαρδιακή ίνωση και υψηλότερη συχνότητα κολπικής μαρμαρυγής. Αξιοσημείωτο είναι ότι, αν και τα περισσότερα ευρήματα δεν θεωρούνται αξιοσημείωτα κλινικά, μπορεί να υποδηλώνουν αυξημένο καρδιαγγειακό κίνδυνο αν δεν παρακολουθούνται.
Σημαντικό είναι επίσης ότι η υπόθεση υποστηρίζεται κυρίως από έμμεσες ενδείξεις, με την κολπική μαρμαρυγή να παρουσιάζει τον ισχυρότερο συσχετισμό. Η μελέτη υπογραμμίζει την ανάγκη για περαιτέρω μακροχρόνια έρευνα ώστε να διευκρινιστεί αν αυτές οι καρδιακές αλλαγές οδηγούν σε μακροπρόθεσμα αρνητικά αποτελέσματα και να καθοριστεί αν υπάρχει όριο για το πόση άσκηση είναι η «πάρα πολλή άσκηση».
Μυελίνη: Η επείγουσα πηγή ενέργειας για τον εγκέφαλο – Ποιος ο μηχανισμός κατά τη διάρκεια της ακραίας σωματικής άσκησης
Όταν ο ανθρώπινος εγκέφαλος στερείται ενέργεια, μπορεί να αρχίσει να «τρώει» τον δικό του λιπώδη ιστό ως καύσιμο, σύμφωνα με πιλοτική μελέτη στους εγκεφάλους μαραθωνοδρόμων. Τα ευρήματα υποδηλώνουν μια εντελώς νέα μορφή νευροπλαστικότητας, η οποία μπορεί να βοηθήσει τον ανθρώπινο εγκέφαλο να συνεχίσει να λειτουργεί κατά τη διάρκεια παρατεταμένων περιόδων έντονης αντοχής.
Οι εγκεφαλικές τομογραφίες των συμμετεχόντων υποδηλώνουν ότι κατά τη διάρκεια ενός μαραθωνίου, όταν η γλυκόζη στον εγκέφαλο μειώνεται επικίνδυνα, ορισμένοι νευρώνες μπορούν να αρχίσουν να καταναλώνουν μυελίνη – ένα λιπαρό περίβλημα που σχηματίζεται γύρω από τις νευρικές ίνες στον εγκέφαλο. Η μυελίνη είναι γνωστή για το ότι βοηθά τους νευρώνες να στέλνουν μηνύματα πιο αποτελεσματικά, αλλά αυτό το προστατευτικό περίβλημα δεν είναι απλώς ένας στατικός μονωτής, όπως πίστευαν κάποτε οι επιστήμονες.
Αναδυόμενες έρευνες υποδεικνύουν ότι οι νευρώνες μπορούν να ανακυκλώσουν αυτά τα λιπαρά περιβλήματα και να αναδιαμορφώσουν το πάχος τους ώστε να προσαρμοστούν σε περιβαλλοντικές αλλαγές. Πλέον, φαίνεται ότι ορισμένα εγκεφαλικά κύτταρα μπορεί να ανακυκλώνουν ακόμη και τη μυελίνη ως καύσιμο, αλλά μόνο εάν είναι απολύτως απαραίτητο.
Μυελίνη: Η δομή και η λειτουργία της στον εγκέφαλο
Η μυελίνη είναι μια λιπαρή, λευκή ουσία που σχηματίζει ένα μονωτικό περίβλημα γύρω από τους άξονες πολλών νευρώνων. Αποτελούμενη κυρίως από λιπίδια και πρωτεΐνες, η μυελίνη παράγεται από εξειδικευμένα νευρογλοιακά κύτταρα: τα ολιγοδενδροκύτταρα στο κεντρικό νευρικό σύστημα και τα κύτταρα Schwann στο περιφερικό νευρικό σύστημα.
Τι συμβαίνει στον εγκέφαλο ενός άνδρα κατά τη διάρκεια του σεξ; Τι είναι ο «περίπλοκος χορός»
Αυτό το περίβλημα μυελίνης επιτρέπει τη γρήγορη και αποτελεσματική μετάδοση των ηλεκτρικών ώσεων κατά μήκος των νευρικών κυττάρων. Εάν η μυελίνη υποστεί βλάβη, αυτές οι ώσεις επιβραδύνονται, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε νευρολογικές παθήσεις όπως η σκλήρυνση κατά πλάκας.
Η μυελίνη ως ενεργειακό απόθεμα για τον μεταβολισμό: Ο εγκέφαλος προσαρμόζεται στην εξάντληση ενέργειας μετά από μαραθώνιο
Σε μαγνητικές τομογραφίες (MRI) εγκεφάλων 10 δρομέων (8 άνδρες και 2 γυναίκες) που έγιναν πριν και μετά από έναν αγώνα 42 χιλιομέτρων (26,1 μίλια), νευροεπιστήμονες στην Ισπανία παρατήρησαν εμφανείς αλλαγές σε δείκτες της μυελίνης μέσα στη λευκή ουσία του εγκεφάλου – τον ιστό όπου αυτό το λιπαρό περίβλημα είναι πιο συγκεντρωμένο.
Είκοσι τέσσερις έως σαράντα οκτώ ώρες μετά τον μαραθώνιο, οι δρομείς εμφάνισαν σημάδια σημαντικής απώλειας μυελίνης σε περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με την κινητική λειτουργία και τον συντονισμό καθώς και με την αισθητηριακή και τη συναισθηματική ρύθμιση. Δύο εβδομάδες μετά τον μαραθώνιο, οι δείκτες της μυελίνης άρχισαν να ανακάμπτουν, και δύο μήνες μετά, οι δείκτες είχαν επανέλθει σε φυσιολογικά επίπεδα στους έξι συμμετέχοντες που συνέχισαν με τις σαρώσεις.
Η ομάδα, υπό την ηγεσία των Ισπανών νευροεπιστημόνων Pedro Ramos-Cabrer και Alberto Cabrera-Zubizarreta, αναφέρει ότι τα ευρήματά τους «μπορεί να ανοίγουν μια νέα οπτική της μυελίνης ως “αποθήκη ενέργειας” έτοιμη προς χρήση όταν τα συνηθισμένα θρεπτικά συστατικά του εγκεφάλου είναι σε έλλειψη», σύμφωνα με το Science Alert.
Πιστεύουν ότι η μυελίνη λειτουργεί σαν ένα είδος μεταβολικής «δικλείδας ασφαλείας», επιτρέποντας σε έναν προσωρινά «πεινασμένο» εγκέφαλο να αντλεί καύσιμο από περιορισμένες περιοχές, διατηρώντας παράλληλα ανέπαφο το μεγαλύτερο μέρος της λευκής ουσίας.
Μεταβολική πλαστικότητα της μυελίνης: Τι είναι και πώς επηρεάζει τον εγκέφαλο
Οι ερευνητές ονόμασαν την υπόθεσή τους μεταβολική πλαστικότητα της μυελίνης. Στο παρελθόν, κάποιοι νευροεπιστήμονες πίστευαν ότι ο εγκέφαλος σε μεγάλο βαθμό απέφευγε την καύση λίπους για ενέργεια, ακόμη και όταν ήταν σε έλλειψη θρεπτικών ουσιών. Αλλά αυτό ίσως τελικά να μην είναι απολύτως αληθές.
Το μέγεθος δείγματος της νέας πιλοτικής μελέτης είναι μικρό και η συσχέτιση με τη μυελίνη βασίζεται μόνο σε έμμεσες ενδείξεις, αλλά τα ευρήματα συμφωνούν με πρόσφατες μελέτες σε ποντίκια που διαπίστωσαν ότι η μυελίνη μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως απόθεμα λίπους όταν τα επίπεδα γλυκόζης μειώνονται στον εγκέφαλο των θηλαστικών.
Η μυελίνη είναι απαραίτητη για τη λειτουργία του νευρικού συστήματος, και εκτεταμένες απώλειες σχετίζονται με διάφορες νευρολογικές παθήσεις, συμπεριλαμβανομένης της σκλήρυνσης κατά πλάκας. Λαμβάνοντας μόνο μυελίνη από ορισμένα σημεία, ο μεταβολισμός του εγκεφάλου μπορεί να προκαλεί προσωρινή βλάβη στον ίδιο του τον ιστό για να προστατεύσει το όργανο στο σύνολό του.
Αυτό σίγουρα συνάδει με γνωστικές μελέτες που διαπίστωσαν ότι οι δρομείς εμφανίζουν σημαντικά πιο αργούς χρόνους αντίδρασης και χειρότερες επιδόσεις σε τεστ μνήμης αμέσως μετά από έναν μαραθώνιο. Η λειτουργία του εγκεφάλου στη συνέχεια βελτιώνεται γρήγορα με την ανάρρωση.
Τι πρέπει να τρώμε πριν και μετά την άσκηση για απώλεια βάρους – Πόση ώρα να μεσολαβεί
Τα πιο πρόσφατα εξελιγμένα μέρη του ανθρώπινου εγκεφάλου τείνουν να φιλοξενούν περισσότερη μυελίνη, γεγονός που υποδηλώνει ότι αυτή η κρίσιμη λιπαρή εναπόθεση αποτελεί μια εξελικτική προσαρμογή – μια που ίσως ήταν καθοριστική για την επιτυχία του είδους μας. Ίσως έχουμε να ευχαριστήσουμε τη μυελίνη που μπορούμε να καταδιώκουμε μεγάλα θηράματα με σχετική σωματική ευκολία, ενώ παραμένουμε όσο το δυνατόν πιο πνευματικά σε εγρήγορση.
Πηγές: Science Alert, Nature, MedlinePlus, NIH, PMC