Исследование предполагает, что изоляция нервных клеток, или миелин, является источником энергии во время упражнений на выносливость.
У спортсменов, занимающихся выносливостью, некоторая сила мозга может исходить из неожиданного источника.
Марафонцы, похоже, полагаются на миелин , жировую ткань, окружающую нервные волокна, для получения энергии во время забега, сообщают ученые 10 октября в статье, опубликованной на bioRxiv.org. Через день или два после марафона эта ткань, кажется, резко истощается, как показывает сканирование мозга бегунов. Через две недели после забега жир в мозгу возвращается почти к предсоревновательному уровню. Находка предполагает, что спортсмены сжигают так много энергии при беге, что им необходимо подключиться к новому источнику топлива, чтобы поддерживать бесперебойную работу мозга.
«Это определенно интригующее наблюдение», — говорит Мустафа Бухрара, специалист по нейровизуализации из Национального института старения в Балтиморе. «Вполне вероятно, что миелиновые липиды используются в качестве топлива при длительных физических нагрузках».
Если то, что видят авторы исследования, реально, говорит он, работа может иметь терапевтические последствия. Понимание того, как миелин у бегунов восстанавливается так быстро, может дать ключ к разработке потенциальных методов лечения — например, для людей, потерявших миелин из-за старения или нейродегенеративных заболеваний.
Большая часть человеческого мозга содержит миелин — ткань, которая покрывает нервные волокна и действует как изолятор, подобно резиновому покрытию электрического провода. Эта изоляция позволяет электрическим сообщениям передаваться от нервной клетки к нервной клетке, обеспечивая высокоскоростную связь, которая имеет решающее значение для функционирования мозга.
Жировая ткань кажется простым материалом с простой работой, но, вероятно, это нечто большее, говорит Клаус-Армин Нейв, нейробиолог из Института междисциплинарных наук Макса Планка в Геттингене, Германия. «Долгое время считалось, что миелиновые оболочки представляют собой собранные инертные изоляционные структуры, которые мало изменяются после того, как были созданы», — говорит он.
Сегодня есть доказательства того, что миелин представляет собой динамическую структуру, размер и количество которой растут и уменьшаются в зависимости от состояния клеток. Идея называется пластичностью миелина. «Этот вопрос активно исследуется», — говорит Нэйв.
Молекулы жира и другие компоненты миелиновой оболочки регулярно меняются, разрушая изолирующий материал и восстанавливая его снова, говорит он. Эксперименты команды Нэйва показали , что у мышей клетки мозга могут использовать эти поступающие жиры, когда сахара — типичного источника энергии мозга — не хватает.
Карлос Матуте, нейробиолог из Баскского центра нейронаук Ачукарро и Университета Страны Басков в Лейоа, Испания, задался вопросом, могут ли эти жиры также поддерживать мозг спортсменов, занимающихся выносливостью. Он марафонец, и ему было любопытно, как мозг людей продолжает работать после того, как напряженные упражнения истощают энергетические запасы организма.
С помощью МРТ его команда просканировала мозг четырех марафонцев за несколько дней до и после забега, а также двух бегунов две недели спустя. Через день или два после гонки команда заметила уменьшение количества миелина в мозге. Это говорит о том, что миелин, окружающий нервные волокна, истончился, говорит Матуте. Через две недели большая часть миелина вернулась, снова утолщаясь вокруг нервных волокон.
«Это быстрый спад, за которым следует быстрое восстановление», — говорит Бухрара, — резкий результат, который заставляет его задуматься. Матуте и его коллеги использовали воду, захваченную между слоями миелина, в качестве показателя содержания миелина. Большее количество этой воды указывает на большее количество миелина. Но нельзя исключать последствия обезвоживания, говорит Бухрара. Если бегуны обезвоживаются после забега, возможно, ткани их мозга просто высохли.
Об этом Матуте уже слышал раньше, когда представлял свои данные коллегам. «На наш взгляд, это не так». По его словам, его команда сканировала бегунов через несколько дней после забега, чтобы у них было время восстановить водный баланс. Более того, объёмы мозга бегунов оставались почти одинаковыми до и после марафона. По словам Матуте, обезвоженный мозг, вероятно, будет меньше. «Мы увидели, что никакого сокращения мозга вообще нет».
Теперь его команда следит за ходом своих выводов; они хотят посмотреть, влияет ли падение миелина у бегунов на функцию мозга и сколько времени требуется для полного восстановления.
Матуте отмечает, что его результаты не означают, что бег вреден для мозга. «Вовсе нет», — говорит он. Возможно, использование и пополнение энергетических запасов полезно, поскольку тренирует метаболические механизмы мозга.
