Sportul face bine creierului, dar antrenamentele excesive îi pot modifica chimia. Ce au descoperit cercetătorii

Mișcarea regulată are numeroase beneficii pentru creier, însă efortul fizic dus la extrem, fără suficient timp pentru recuperare, ar putea produce efecte neașteptate. Un studiu realizat pe șoareci arată că antrenamentele intense, repetate timp de mai multe săptămâni, pot modifica nivelul dopaminei într-o regiune cerebrală importantă pentru memorie și dispoziție.

Cercetătorii au observat că animalele supuse unui program solicitant de alergare aveau mai multă dopamină în hipocamp în timpul perioadei obișnuite de odihnă. Această substanță chimică are un rol important în reglarea motivației și a stării de alertă.

Descoperirea ar putea oferi indicii despre legătura dintre supraantrenament, anxietate și tulburările de somn raportate de unii sportivi. Totuși, studiul nu a măsurat direct somnul sau nivelul de anxietate al animalelor, astfel că această posibilă legătură trebuie investigată în continuare.

Experimentele au fost realizate de Alisson Luiz da Rocha, în perioada în care era doctorand la Facultatea de Educație Fizică și Sport din Ribeirão Preto, parte a Universității din São Paulo.

„Rezultatele noastre arată că exercițiile fizice excesive afectează nu doar mușchii scheletici, ci au și un impact pronunțat asupra creierului”, a declarat cercetătorul.

Opt săptămâni de antrenamente tot mai solicitante

La începutul experimentului, șoarecii au fost obișnuiți timp de cinci zile cu alergarea pe bandă. Fiecare sesiune dura 10 minute, iar viteza era de aproximativ șase metri pe minut.

În prima săptămână, animalele au alergat câte 15 minute, la 60% din viteza maximă pe care o puteau atinge. Pe măsură ce programul avansa, antrenamentele deveneau tot mai dificile. Începând cu săptămâna a cincea, banda era înclinată în jos la un unghi de 14 grade, ceea ce solicita mușchii mai mult decât alergarea pe o suprafață plană.

Durata sesiunilor a crescut treptat, în timp ce intervalele de recuperare s-au redus. În ultima săptămână, șoarecii alergau de două ori pe zi, câte 75 de minute, cu doar patru ore de pauză între antrenamente.

Testele de efort efectuate la începutul programului, după patru săptămâni și la final au arătat că animalele și-au îmbunătățit condiția fizică în prima jumătate a experimentului. Spre final însă, au pierdut progresul obținut, un indiciu că volumul de efort devenise prea mare.

Citește și: Creatina poate ajuta la dezvoltarea masei musculare chiar și fără sport. Ce au descoperit cercetătorii

Nivelul dopaminei a crescut în perioada de odihnă

La două zile după ultimul test de alergare, cercetătorii au prelevat probe din hipocamp, o regiune a creierului implicată în memorie și reglarea dispoziției. Aceasta reacționează la activitatea fizică, inclusiv prin procese asociate formării de noi celule.

Probele au fost colectate la patru momente diferite: ora 18:00, miezul nopții, ora 6:00 și prânz. La fiecare interval au fost analizate câte patru animale din fiecare grup.

Un detaliu important ține de programul de lumină din laborator. Luminile erau aprinse între orele 6:00 și 18:00, adică exact în timpul zilei, când șoarecii, fiind animale nocturne, se odihnesc în mod obișnuit.

La prânz, șoarecii care trecuseră prin programul intens de antrenament aveau mai multă dopamină în hipocamp decât animalele care nu alergaseră. Cercetătorii au identificat și un nivel mai ridicat al tirozin-hidroxilazei, o enzimă implicată în producerea dopaminei.

În schimb, cantitatea de serotonină nu a prezentat diferențe semnificative între cele două grupuri. Astfel, raportul dintre cele două substanțe s-a modificat în favoarea dopaminei.

Rezultatul arată că diferența era încă prezentă la 48 de ore după ultimul test de efort, dar nu demonstrează că nivelul dopaminei a rămas ridicat pe toată durata acestui interval.

Ce se întâmplă în creier după o sesiune de efort

Pentru a observa efectele imediate ale activității fizice, cercetătorii au analizat un alt grup de 20 de șoareci. De această dată, animalele au alergat o singură dată, la începutul serii, la 60% din viteza maximă, până când nu au mai putut ține pasul cu banda.

Imediat după efort, nivelul dopaminei era și în acest caz mai ridicat. Totuși, cantitatea enzimei implicate în producerea acestei substanțe a scăzut, la fel și activitatea genei responsabile de producerea ei.

Cercetătorii consideră că această combinație ar putea reflecta o stare de oboseală: creierul ar putea avea nevoie de mai multă dopamină decât poate produce mecanismul responsabil de sinteza acesteia în acel moment.

Ipoteza nu a putut fi confirmată, deoarece echipa a măsurat cantitatea de dopamină din țesutul cerebral, nu viteza cu care aceasta era produsă.

După cele opt săptămâni de antrenamente solicitante, atât nivelul dopaminei, cât și cel al enzimei implicate în producerea ei erau mai mari, la două zile după testare. Autorii studiului consideră că această diferență ar putea indica o modificare de durată a chimiei creierului, dincolo de reacția imediată la o singură sesiune intensă.

Citește și: Cele mai bune alimente pentru recuperarea musculară după antrenament. Ce recomandă dieteticienii

De ce nu a crescut serotonina?

Rolul serotoninei în apariția oboselii provocate de efort este studiat încă din 1987. Atunci, un biochimist britanic a propus ipoteza că nivelul acestei substanțe crește în timpul exercițiilor fizice prelungite, făcând efortul să pară tot mai dificil și încurajând organismul să se oprească.

Pornind de la această teorie, cercetătorii se așteptau să observe o creștere a serotoninei sau cel puțin o modificare a raportului dintre serotonină și dopamină. Rezultatele nu au confirmat însă această ipoteză, nici în experimentul cu o singură sesiune de alergare, nici după cele opt săptămâni de antrenament.

Pentru a limita riscul ca substanțele chimice să se degradeze în timpul manipulării probelor, cercetătorii au congelat fiecare hipocamp în maximum cinci minute de la prelevare. Un studiu realizat pe șobolani în 1989, folosind o metodă asemănătoare, nu a identificat nici el modificări ale serotoninei.

Și cercetările efectuate pe oameni au ridicat semne de întrebare. Într-un studiu finlandez, sportivii diagnosticați cu supraantrenament au fost supuși unor investigații cerebrale la interval de un an. Cercetătorii au observat tipare similare în modul în care creierul acestora procesa serotonina.

Legătura dintre dopamină, inflamație și anxietate

Echipa a analizat și date genetice disponibile public, provenite de la 71 de tulpini de șoareci de laborator. Cercetătorii au căutat posibile legături între activitatea genei implicate în producerea enzimei care contribuie la sinteza dopaminei și alte procese biologice.

Tulpinile la care această genă avea o activitate mai ridicată prezentau și o activitate mai intensă a unor gene implicate în inflamație.

În plus, șoarecii din aceste tulpini rămâneau nemișcați mai mult în timpul unui test de frică și petreceau mai puțin timp în zonele expuse ale unui labirint. Aceste comportamente sunt folosite de cercetători ca indicii asociate anxietății.

Animalele au obținut și rezultate mai slabe la testul cu o bară rotativă, utilizat pentru evaluarea echilibrului și coordonării.

Totuși, aceste observații provin din analiza altor șoareci, aflați în repaus. Cercetătorii nu au măsurat inflamația sau comportamentul anxios la animalele supuse programului de antrenament. Prin urmare, datele nu demonstrează că supraantrenamentul a provocat aceste modificări.

Ce limite are studiul

Deși rezultatele oferă indicii despre efectele efortului excesiv asupra creierului, cercetarea are mai multe limite. În primul rând, oamenii de știință nu au măsurat direct somnul, anxietatea sau nivelul de alertă al șoarecilor antrenați.

Creșterea dopaminei în perioada în care animalele ar fi trebuit să se odihnească ar putea ajuta la explicarea unor simptome raportate de sportivii care se antrenează excesiv. Legătura dintre aceste modificări chimice și problemele de somn trebuie însă verificată prin cercetări suplimentare.

De asemenea, grupurile analizate au fost mici, cu doar patru sau cinci animale pentru fiecare moment de prelevare. Toți șoarecii au fost masculi, deși sexul poate influența atât reglarea dopaminei, cât și ritmul biologic.

O altă limitare ține de metoda de analiză. Cercetătorii au măsurat cantitatea de dopamină din țesutul cerebral, fără să stabilească câtă substanță era eliberată între celulele nervoase sau cât de repede era descompusă.

În plus, sindromul de supraantrenament este o afecțiune diagnosticată la oameni. Programul de alergare folosit în experiment reproduce anumite caracteristici ale acestei probleme, dar nu poate reda în totalitate complexitatea ei.

Ce urmează să cerceteze oamenii de știință

Serotonina îndeplinește numeroase funcții în creier, inclusiv în reglarea somnului. Rezultatele studiului sugerează că, pentru a înțelege efectele antrenamentelor excesive, cercetătorii ar trebui să analizeze mai atent și echilibrul dintre serotonină și dopamină.

Alte cercetări au arătat că semnalele transmise de creier pot influența durata efortului fizic pe care o persoană îl poate susține. Noul studiu ridică însă o altă întrebare: ce se întâmplă cu chimia creierului după săptămâni de antrenamente intense, atunci când organismul nu primește suficient timp pentru recuperare?

Adelino Sanchez Ramos da Silva, coordonatorul studiului, a declarat că modificări asemănătoare la oameni ar putea ajuta la explicarea legăturilor dintre antrenamentele excesive, reglarea activității cerebrale și tulburările de somn.

Echipa sa lucrează în prezent la un proiect internațional care urmărește să identifice primele sisteme biologice care își modifică funcționarea atunci când efortul fizic depășește beneficiile obișnuite ale exercițiilor.

Studiul a fost publicat în revista științifică Neuroscience.