Медицина 2.0

Год регулярных аэробных тренировок не только улучшил физическую форму, но и изменил возраст мозга, определяемый по данным МРТ, у взрослых в раннем и среднем возрасте, что позволяет предположить, что физические упражнения могут помочь сохранить здоровье мозга задолго до наступления старости.

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Journal of Sport and Health Science, выполнение умеренных или интенсивных аэробных упражнений в течение 12 месяцев может снизить уровень биомаркера возраста мозга — разницы прогнозируемого возраста мозга (brain-PAD) — у взрослых в возрасте от раннего до среднего возраста.

Образ жизни, включая физическую активность, играет жизненно важную роль в изменении факторов риска в среднем возрасте, связанных с возрастным морфологическим и функциональным ухудшением состояния головного мозга, деменцией и другими нейродегенеративными заболеваниями. Регулярная физическая активность в среднем возрасте связана со снижением риска когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера в позднем взрослом возрасте.

Имеющиеся данные свидетельствуют о том, что длительное нейрофизиологическое воздействие кардиометаболического здоровья и образа жизни начинается за годы до клинических проявлений возрастного снижения когнитивных функций. Несмотря на значительное влияние факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и образа жизни в среднем возрасте на здоровье мозга, большинство программ физических упражнений, направленных на улучшение кардиореспираторной выносливости (КРВ), ограничивались поздним взрослым возрастом.

Отсутствие стратегических мер подчеркивает необходимость оценки влияния физических упражнений в раннем и среднем взрослом возрасте на биомаркеры, связанные с возрастным состоянием здоровья мозга и предполагаемым возрастом мозга.

Механистические данные указывают на то, что физические упражнения улучшают здоровье мозга за счет повышения кардиореспираторной выносливости (КРВ). Более высокий уровень КРВ связан с улучшением когнитивных функций и снижением риска развития деменции. Снижение кардиометаболических факторов риска, таких как артериальное давление и масса тела, вызванное физическими упражнениями, также связывают с улучшением здоровья мозга.

Учитывая значительную связь между физическими упражнениями и возрастными изменениями здоровья мозга, исследователи из Научно-исследовательского института AdventHealth и Университета Питтсбурга (США) изучили влияние 12-месячной программы аэробных упражнений на кардиореспираторную выносливость (CRF) и нейровизуализационный суррогатный маркер старения мозга (brain-PAD).

В этом 12-месячном рандомизированном клиническом исследовании приняли участие 130 человек в возрасте от 26 до 58 лет, которые были относительно здоровы, но вели малоподвижный образ жизни. Их случайным образом распределили в группу аэробных упражнений умеренной или высокой интенсивности (группа вмешательства) или в контрольную группу, получавшую стандартное лечение (контрольная группа).

Участники экспериментальной группы выполняли два контролируемых 60-минутных занятия в неделю в лабораторных условиях, а также занимались физическими упражнениями дома, чтобы достичь общей продолжительности физической активности в 150 минут в неделю.

Влияние физических упражнений на кардиореспираторную выносливость и возраст мозга оценивалось на исходном этапе и через 12 месяцев. Возраст мозга оценивался с использованием разницы между прогнозируемым возрастом мозга и показателем brain-PAD. Этот нейровизуализационный биомаркер количественно определяет разницу между хронологическим возрастом, фактическим возрастом и прогнозируемым возрастом мозга, полученным на основе структурной магнитно-резонансной томографии и алгоритмов машинного обучения. Когнитивные показатели и результаты лечения деменции не являлись основными конечными точками данного исследования.

Также был проанализирован эффект потенциальных медиаторов на влияние физических упражнений на возраст мозга. К этим медиаторам относились состав тела, артериальное давление и нейротрофический фактор мозга (BDNF).

Исследование выявило значительную связь между повышением уровня кардиореспираторной подготовленности (КРП) и снижением риска развития периферической артериальной болезни головного мозга (ПАД) на исходном этапе. Этот вывод указывает на то, что у людей с улучшенной функцией сердца, легких и кровеносных сосудов в раннем и среднем взрослом возрасте мозг, как правило, выглядит «моложе» на МРТ. Однако эта поперечная связь не позволяет напрямую измерить скорость старения мозга или предсказать индивидуальные долгосрочные траектории старения мозга.

После 12 месяцев вмешательства у участников группы, выполнявшей упражнения, наблюдалось среднее снижение показателя мозговой периферической артериальной болезни (МПАБ) примерно на 0,60 года, в то время как в контрольной группе отмечалось незначительное увеличение примерно на 0,35 года. Разница между группами соответствовала снижению показателя мозговой ППАБ почти на 1 год (0,95 года) в группе, выполнявшей упражнения, по сравнению с контрольной группой. В контрольной группе после 12 месяцев стандартного лечения подобного улучшения состояния здоровья мозга не наблюдалось.

Что касается кардиореспираторной выносливости (КРВ) , исследование выявило значительное улучшение максимального потребления кислорода, показателя сердечно-сосудистой подготовленности и аэробной выносливости, через 12 месяцев у участников группы, выполнявшей упражнения. В отличие от них, у участников контрольной группы наблюдалось незначительное снижение. Значимого влияния физических упражнений на состав тела, артериальное давление или уровень циркулирующего нейротрофического фактора мозга (БДФМ) не наблюдалось. Однако уровень БДФМ в группе, выполнявшей упражнения, показал незначительное увеличение по сравнению с контрольной группой.

Проведенный медиационный анализ для выявления возможных физиологических и биологических медиаторов наблюдаемых взаимосвязей показал, что улучшение кардиореспираторной выносливости, вызванное физическими упражнениями, не оказывает существенного влияния на замедление старения мозга, измеренное с помощью теста Brain-PAD. Аналогично, не было обнаружено медиационного влияния состава тела, артериального давления и нейротрофического фактора мозга на наблюдаемые взаимосвязи.

Исследование подчеркивает важность 12-месячной программы аэробных упражнений умеренной и высокой интенсивности для улучшения кардиореспираторной выносливости и снижения нейровизуализационного маркера старения мозга у молодых и людей среднего возраста.

Исследование показало, что увеличение максимального потребления кислорода примерно на 7 мл/кг/мин на каждое стандартное отклонение снижает показатель старения мозга примерно на 1,83 года. Эти результаты свидетельствуют о том, что люди с более высоким уровнем кардиореспираторной подготовленности менее подвержены старению мозга в среднем возрасте, что отражается в оценках возраста мозга, полученных с помощью МРТ. Существующие данные, связывающие кардиореспираторную подготовленность с объемом серого вещества и целостностью белого вещества, дополнительно подтверждают эти выводы.

Что касается возможных медиаторов наблюдаемых взаимосвязей, исследование не выявило влияния кардиореспираторной подготовленности (КРП) на вызванное физическими упражнениями снижение старения мозга. Одно из возможных объяснений заключается в том, что изменения КРП, вызванные физическими упражнениями и измеряемые по максимальному потреблению кислорода, отражают компонент КРП, изменяемый образом жизни. Напротив, семейные факторы, такие как общая среда обитания и генетические факторы, вносят значительный вклад в вариабельность КРП при поперечном измерении.

Другое объяснение может заключаться в том, что влияние ХРФ может быть более выраженным у лиц с повышенным сердечно-сосудистым риском. В текущем исследовании участвовали в основном здоровые взрослые люди в возрасте от раннего до среднего с относительно низким сердечно-сосудистым риском, что может маскировать любое опосредование, которое проявляется только у лиц с субклинической или явной сосудистой патологией.

Авторы также отмечают ряд ограничений, в том числе то, что только около 62 процентов участников прошли обследование головного мозга методом нейровизуализации после вмешательства, а также то, что связанные с COVID-19 сбои повлияли на последующие оценки.

В целом, результаты исследования показывают, что умеренная и интенсивная физическая активность в раннем и среднем взрослом возрасте может замедлить прогрессирование старения мозга, оцениваемое по нейровизуализационным биомаркерам, и потенциально снизить риск развития деменции в позднем взрослом возрасте. Однако необходимы более длительные исследования, чтобы определить, приведут ли эти изменения в головном мозге, связанные с периферической артериальной болезнью, к устойчивым когнитивным или клиническим преимуществам.

Иллюстрация к статье: Яндекс.Картинки