Jak ćwiczenia fizyczne wpływają na mózg

Od dawien dawna sport jest razem z nami. Pierwsze udokumentowane igrzyska olimpijskie odbyły się w 776 r. p.n.e. w mieście Olimpia w Grecji. O biegu w zawodach wspomina też Pismo Święte (1 Kor 9,24). Skoro sport jest aż tak popularny, zobaczmy, jak wpływa na organ, który nami steruje.

Osoby żyjące za czasów PRL-u z pewnością pamiętają, jak państwo polskie przykładało dużą wagę do zajęć sportowych. Na szczęście sport nie wypadł z kręgów zainteresowań Polaków i jest z nami do dziś. Od tego czasu powstało sporo placów sportowych, orlików piłkarskich czy ogólnodostępnych bieżni. Na dworze możemy też spotkać niezliczone rzesze ludzi uprawiających wszelkiego rodzaju aktywność sportową. U wszystkich nich zachodzą wówczas dość istotne zmiany w mózgu.

Dlaczego mózg czuje się lepiej po ćwiczeniach

Czy zastanawiałaś/eś się kiedyś, dlaczego po wysiłku fizycznym czujesz radość, spełnienie i tym podobne uczucia? Odpowiadają za to hormony, które są wytwarzane podczas treningu. Są nimi m.in.: endorfina, dopamina, serotonina¹.

Endorfina powoduje, że czujemy szczęście, ogólnie poprawia się nasz nastrój i samopoczucie². Jednocześnie łagodzi ból, redukuje stres, poprawia sen i powoduje, że czujemy się pełni energii. Z tego też powodu osobom mającym depresję poleca się ćwiczenia fizyczne.

Dopamina, zwana inaczej hormonem nagrody, po trochu uzależnia od rekreacji sportowej³. Działa na zasadzie: po ćwiczeniach czułem się fajnie (zakładając, że ćwiczyliśmy to, co sprawia nam przyjemność), więc chcę to powtórzyć. Im więcej i częściej będziemy ćwiczyć, tym bardziej w mózgu zaczną się utrwalać szlaki neuronowe odpowiedzialne za upominanie się o wykonanie danej czynności. Dopamina poprawia również koncentrację, motywację i reguluje to, czy jesteśmy senni. Przyczynia się również do tego, że odczuwamy radość.

Serotonina, podobnie jak endorfiny, poprawia nastrój, zmniejsza depresję, redukuje stres⁴.

Uzależnienie od sportu może prowadzić do śmierci

Trzy powyższe neuroprzekaźniki nazywane są również hormonami szczęścia. Co może powstać po połączeniu ich z hormonem adrenaliny, zwanym epinefryną? Dla niektórych może to być mieszanka wręcz wybuchowa. Uprawianie sportów, w których występuje strach, przerażenie, ryzyko kontuzji, wypadku lub śmierci powoduje zwiększony wyrzut adrenaliny.

Działa ona podobnie jak dopamina, stopniowo uzależniając⁵. W mózgu tworzone są połączenia neuronowe przypominające o tym, że chcemy daną czynność powtórzyć. Im częściej ją wykonujemy, tym mniej ryzykowna zaczyna się nam ona wydawać. Aby zaspokoić głód potrzeby zagrożenia, zaczynamy szukać coraz to mocniejszych wrażeń.

Jednym z najniebezpieczniejszych sportów na świecie jest wingsuit flying. Uczestniczy ubierają specjalne kombinezony ze skrzydłami, dzięki którym mogą szybować w powietrzu. Skoki odbywają się z samolotów lub na szczytach skał i gór. Osoby uzależnione od adrenaliny lecą tuż przy skałach, a są również tacy, którzy specjalnie celują w szczeliny pomiędzy nimi. Uzależnienie od dopaminy i adrenaliny jest tak duże, że szacuje się, że rocznie ginie aż 20 osób uprawiających wingsuit flying^6,7.

Ćwiczenia fizyczne to zdrowie dla mózgu

Podczas aerobowych ćwiczeń fizycznych następuje przyspieszone bicie serca. A skoro serce zaczyna szybciej bić, to zwiększa się też przepływ krwi w organizmie. Wzmacniane jest serce oraz naczynia krwionośne, w tym te umieszczone w naszych głowach. Płyn ustrojowy (krew) w większej ilości trafia wówczas do mózgu⁸. Niesie on ze sobą tlen oraz niezbędne składniki odżywcze, spowalniając tym samym pogorszenie stanu psychicznego.

BDNF – ochrona mózgu

W naszym mózgu mamy prawie 100 miliardów neuronów, czyli komórek nerwowych⁹. Do tego dochodzą synapsy (chemiczne i elektryczne), dzięki którym neurony łączą się ze sobą¹⁰. Tak zawiła sieć nie mogłaby dobrze funkcjonować, gdyby nie neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego zwany BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor)¹¹. Jest to białko w 70-80% wytwarzane w mózgu. Jego celem jest ochrona istniejących neuronów i połączeń synaptycznych. Wspomaga również powstawanie nowych neuronów i połączeń między nimi (synapsy), innymi słowy jest niezbędny w neuroplastyczności mózgu.

Badania dowiodły, że aktywność fizyczna zwiększa poziom czynnika BDNF¹². Naukowcy z Uniwersytetu Otago w Nowej Zelandii sprawdzili, jaki rodzaj treningu wpływa na jego produkcję.

Porównali 20-godzinny post, 90-minutową jazdą na rowerze o niskiej aktywności oraz 6-minutową szybką jazdą. Jak się okazało, post nie przyniósł zwiększenia wydzielania BDNF. Lekka aktywność wykazała niewielki wzrost. Zanotowano za to 5-krotnie zwiększony poziom czynnika po krótkiej, ale za to intensywnej jeździe rowerem.

Prawdopodobną przyczyną zwiększonej produkcji jest zmiana sposobu, w jaki organizm pozyskuje energię. Gdy organizm pracuje na tzw. mniejszych obrotach, energia przetwarzana jest głównie z tłuszczy. Im szybciej zaczynamy się ruszać, tym szybciej bije serce, a więcej energii pobieranych jest z glukozy. Po pewnym czasie następuje zakwaszenie. Gdy organizm nie jest już w stanie dostarczać do mięśni tlenu w wystarczającej ilości, do gry wchodzi spalanie beztlenowe i kwas mlekowy. Naukowcy podejrzewają, że to on może być odpowiedzialny za zwiększoną produkcję BDNF. Przypuszczać więc można, że podobne efekty uzyskamy przy innym ćwiczeniu sportowym wymagającym szybszego bicia serca np. interwały biegowe.

BDNF, wzmacniając połączenia neuronowe, przyczynia się do polepszania funkcji poznawczych, tj. wzmacnia proces uczenia. Wpływa też na poprawę nastroju i samopoczucia, pomaga walczyć z depresją.

Sport poprawia zdolności mózgu

W teście przeprowadzonym przez firmę Asics (japoński producent sprzętu sportowego) pokazano, że czteromiesięczne regularne ćwiczenia fizyczne korzystnie wpłynęły na mózgi zawodników gier umysłowych¹³. Zawodnicy ćwiczyli w tygodniu przez 150 minut. Rankingi graczy poprawiły się o 75%, funkcje poznawcze wzrosły średnio o 10%, zdolności rozwiązywania problemów poprawiły się o 9%, pamięć krótkotrwała wzrosła o 12%, a szybkość przetwarzania i czujność poprawiły się o 10%. Poziom pewności siebie w grupie wzrósł o 44%, koncentracja poprawiła się o 33%, a poziom lęku spadł o 43%. Średnia ocena stanu umysłu na początku badania wynosiła poniżej średniej 58, a na koniec wzrosła do poziomu 76.

Ćwiczenia fizyczne powiększają mózg

W Journal of Alzheimer’s Disease wykazano, że regularne ćwiczenia fizyczne przyczyniają się do zwiększenia objętości mózgu¹⁴. W badaniu wzięło udział ponad 10 tysięcy uczestników. Mózg zeskanowano rezonansem magnetycznym. Osoby, które regularnie ćwiczyły (w tym spacery, 4000 kroków dziennie), miały powiększony płat czołowy. Za co on odpowiada? Za funkcje wykonawcze (planowanie, rozwiązywanie problemów, decyzyjność), kontrolę ruchów, zachowań i emocji, jak również za funkcje poznawcze (pamięć, uwaga, koncentracja), uczenie się, mowę oraz rozwój cech osobowości.

Ćwiczenia fizyczne a mózg – podsumowanie

A zatem dowiedzieliśmy się, że ćwiczenia fizyczne w zdecydowany sposób wpływają na pracę naszego mózgu. Mieszanka hormonów szczęścia powoduje, że czujemy się  szczęśliwi, a czynnik BDNF wspomaga rozwój neuronów i synaps. Jedni się zadowolą krótkim intensywnym wysiłkiem, innym zaś wystarczą systematyczne spacery.

Niestety niektórzy tak się uzależniają od ryzyka, że dopamina i adrenalina niejako zmusza ich do ocierania się o śmierć, by doświadczyć kolejnych nowych wrażeń. Dla nich, i nie tylko dla nich, pomocny może być tekst z Pisma Świętego, w którym apostoł Paweł napisał, że nie sport jest życiu najważniejszy:

„Czy nie wiecie, że zawodnicy na stadionie wszyscy biegną, a tylko jeden zdobywa nagrodę? Tak biegnijcie, abyście nagrodę zdobyli. A każdy zawodnik od wszystkiego się wstrzymuje, tamci wprawdzie, aby znikomy zdobyć wieniec, my zaś nieznikomy. Ja tedy tak biegnę, nie jakby na oślep, tak walczę na pięści, nie jakbym w próżnię uderzał; ale umartwiam ciało moje i ujarzmiam, bym przypadkiem, będąc zwiastunem dla innych, sam nie był odrzucony”. – 1 List do Koryntian 9,24-27 (BW).

Zapraszamy również do przeczytania poniższych artykułów:

• Jak kawa i kofeina w niej zawarta wpływa na mózg
• Wpływ gier komputerowych na mózg
• Jak muzyka wpływa na nasze zdrowie psychiczne?

Przypisy

1. N. Pacholczyk, Jak mózg reaguje na aktywność fizyczną?, Onet.pl, 30.03.2017, https://przegladsportowy.onet.pl/czas-na-bieganie/jak-mozg-reaguje-na-aktywnosc-fizyczna/ypgvxqe [dostęp: 08.07.2024].
2. Endorfiny – hormony szczęścia. Jak działają?, Cefarm24.pl, 26.11.2020, https://www.cefarm24.pl/czytelnia/zdrowie/endorfiny-hormony-szczescia-jak-dzialaja/ [dostęp: 08.07.2024].
3. M. Tesařová, Dopamina daje radość i motywację, ale w nadmiarze może okazać się szkodliwa. Czy potrzebujesz detoksu dopaminowego?, GymBeam.pl, 26.06.2023, https://gymbeam.pl/blog/dopamina-daje-radosc-i-motywacje-ale-w-nadmiarze-moze-okazac-sie-szkodliwa-czy-potrzebujesz-detoksu-dopaminowego/ [dostęp: 08.07.2024].
4. Sport a depresja – czy aktywność fizyczna może zwalczyć objawy depresji? Terapia sportem, Decathlon.pl, https://www.decathlon.pl/c/misc/sport-a-depresja-czy-aktywnosc-fizyczna-zwalcza-depresje_cb99b15e-5a8a-43b6-b441-8ea2e2715e7f [dostęp: 08.07.2024].
5. C. Stańczak, Adrenalina (epinefryna) – jak na nas działa? – stosowanie oraz skutki uboczne, Wapteka.pl, https://www.wapteka.pl/blog/artykul/adrenalina-epinefryna-jak-na-nas-dziala-stosowanie-oraz-skutki-uboczne [dostęp: 08.07.2024].
6. K. Królikowski, Liczba śmiertelnych wypadków przekroczyła granicę rozsądku. Wyjątkowo niebezpieczny sport, O2.pl, 03.09.2016, https://www.o2.pl/artykul/liczba-smiertelnych-wypadkow-przekroczyla-granice-rozsadku-wyjatkowo-niebezpieczny-sport-6032934499615361a [dostęp: 08.07.2024].
7. M. Pilarczyk, Wingsuit flying – ekstremalnie niebezpieczny. Zginął leszczynianin, I.pl, 20.08.2013, https://i.pl/wingsuit-flying-ekstremalnie-niebezpieczny-zginal-leszczynianin-filmy-zdjecia/ar/972189 [dostęp: 08.07.2024].
8. P. Frysh, How Exercise Affects Your Brain, WebMD.com, 28.08.2023, https://www.webmd.com/brain/ss/slideshow-exercise-brain-effects [dostęp: 08.07.2024].
9. Ludzki mózg – budowa oraz funkcje, Warszawska Akademia Medyczna Nauk Stosowanych, 21.03.2024, https://wam.edu.pl/blog/ludzki-mozg-budowa-oraz-funkcje/ [dostęp: 08.07.2024].
10. Synapsy, Khan Academy, https://pl.khanacademy.org/science/biology/human-biology/neuron-nervous-system/a/the-synapse [dostęp: 08.07.2024].
11. P. Gadziński, BDNF. Sprawny umysł na dłużej?, Gemini.pl, 06.09.2023, https://gemini.pl/poradnik/artykul/bdnf-sprawny-umysl-na-dluzej/ [dostęp: 08.07.2024].
12. M. Mikołajska, Co robić, by mieć mózg jak brzytwa? Uczeni odkryli łatwy sposób. Zajmuje sześć minut, Medonet.pl, 13.06.2024, https://www.medonet.pl/zdrowie/zdrowie-dla-kazdego,co-robic–by-miec-mozg-jak-brzytwa–uczeni-odkryli-latwy-sposob–zajmuje-szesc-minut,artykul,56043890.html [dostęp: 08.07.2024].
13. Aktywność fizyczna kluczem do wzmocnienia wydajności mózgu. ASICS przedstawia wyniki przełomowego eksperymentu, Polskie Stowarzyszenie Biegów, 20.01.2023, https://psb-biegi.com.pl/aktywnosc-fizyczna-kluczem-do-wzmocnienia-wydajnosci-mozgu-asics-przedstawia-wyniki-przelomowego-eksperymentu/ [dostęp: 08.07.2024].
14. J. Rybski, Regularne ćwiczenia fizyczne mają wpływ na nasz mózg. Oto, co osiągniemy, ćwicząc, National Geographic, 03.01.2024, https://www.national-geographic.pl/artykul/regularne-cwiczenia-fizyczne-maja-wplyw-na-nasz-mozg-oto-co-osiagniemy-cwiczac-240102032257 [dostęp: 08.07.2024].

© Źródło zdjęcia głównego: Canva.