ВЛИЯНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ НА ДОФАМИНЕРГИЧЕСКУЮ СИСТЕМУ

INFLUENCE OF PHYSICAL ACTIVITY ON THE DOPAMINERGIC SYSTEM

Ray Winzar

student, Faculty of Veterinary Medicine, Kazan State Academy of Veterinary Medicine,

Russia, Kazan

Lyutsiya Fakhrtdinova

scientific supervisor, Candidate of Agricultural Sciences, Department of Physical Education, Kazan State Academy of Veterinary Medicine,

Russia, Kazan

АННОТАЦИЯ

В статье рассматривается возможное влияние физической активности на функционирование дофаминергической системы, а также возможность ее применения для профилактики и терапии психических расстройств, в частности болезни Паркинсона и синдрома дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ).

ABSTRACT

The article examines the possible influence of physical activity on the functioning of the dopaminergic system, as well as the possibility of its use for the prevention and treatment of mental disorders, in particular Parkinson's disease and attention deficit hyperactivity disorder (ADHD).

Ключевые слова: физическая активность, дофамин, дофаминергическая система.

Keywords: physical activity, dopamine, dopaminergic system.

Дофамин — это катехоламиновый нейромедиатор, который играет важную роль в регуляции движения, функции пространственной памяти, мотивации и подкрепленном обучении. Он синтезируется как в центральной, так и в периферической нервной системе, действуя в качестве сигнальной молекулы [2, с. 829].

Дофаминергическая система имеет важнейшее значение для работы системы вознаграждения, которая, в свою очередь, регулирует целенаправленное поведение организма, включая его способность адаптироваться к стрессовым и психотравмирующим ситуациям. Активность дофаминергической системы служит индикатором благоприятности окружающей среды: она активируется в ответ на события, которые воспринимаются индивидом как «лучше, чем ожидалось». Если события соответствуют ожиданиям, система не проявляет значительной реакции. Однако, если события оказываются «хуже, чем ожидалось», происходит торможение системы [1, с. 136-137].

Десятилетия исследований показали, что избыток или недостаток дофамина могут иметь как прямое, так и косвенное влияние на ментальное здоровье человека. Изменения в дофаминергической системе выявляют при таких психических расстройствах, как болезнь Паркинсона, посттравматическое стрессовое расстройство (ПТСР), синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), различные зависимости и пр.

Болезнь Паркинсона (БП) иллюстрирует ключевую роль дофаминовой системы в регуляции моторных функций. Основные симптомы БП — тремор покоя, брадикинезия, ригидность и общие трудности в движении — связаны с деградацией дофаминергических нейронов в черной субстанции мозга. Несмотря на прогресс в разработке лечения (например, использование L-ДОФА и глубокой стимуляции мозга), эти методы не излечивают БП, что подчеркивает необходимость поиска доступных средств профилактики [3, c. 138].

Дофаминергическая система также играет важную роль в синдроме дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ), который может сохраняться даже во взрослом возрасте. Генетические изменения в рецепторах D4 и D5, а также в гене-транспортере дофамина (DAT), связанные с развитием СДВГ, подтверждают роль дофамина в регуляции двигательных и когнитивных функций организма [3, c. 139].

Исследования нейробиологических основ посттравматического стрессового расстройства (ПТСР) выявили изменения в структурах, связанных с системой вознаграждения головного мозга. Активация дофаминергических нейронов в вентральной области покрышки, которая обеспечивает передачу сигналов в прилежащее ядро полосатого тела, имеет ключевое значение для механизма положительного подкрепления в системе вознаграждения. Нарушения в этой системе приводят к изменениям в реакциях на внешние стимулы, сбоям в мотивационных процессах, обучении, а также в координации других мозговых функций. Наиболее выраженные признаки дефицита системы вознаграждения также наблюдались у женщин с симптомами ПТСР [1, с. 137].

Возможность использования физических нагрузок в качестве меры профилактики или средства лечения психических заболеваний до сих пор является одной из актуальных тем исследований последних десятилетий.

Известно, что физические упражнения оказывают положительное влияние на общее состояние здоровья и самочувствие, обладают потенциалом для улучшения настроения и качества жизни, а также для снижения стрессовых реакций. Нейрофизиологические эффекты упражнений включают повышенное центральное возбуждение, связанное с повышенным высвобождением катехоламиновых нейромедиаторов, таких как дофамин, норадреналин и серотонин [2, c. 830].

Так, согласно систематическому обзору, включившему в себя 7 исследований влияния физической активности на дофаминtргическую систему, 6 из них сообщили о потенциальном влиянии упражнений на дофамин. Продолжительные занятия физической активностью (от 2 месяцев) привели к повышению уровня дофамина в моче, повышению доступности стриатальных дофаминовых рецепторов D2/D3, повышению высвобождения дофамина в хвостатом ядре, высвобождению дофамина в вентромедиальном стриатуме и повышению уровня дофамина в плазме крови. Только в одном исследовании не наблюдалось значительных изменений концентрации дофамина после упражнений [2, c. 839].

В последние десятилетия ряд исследований предоставил убедительные доказательства того, что поведенческие факторы могут играть ключевую роль в патогенезе и прогрессировании болезни Паркинсона (БП). Среди этих поведенческих факторов также была предложена физическая нагрузка. Потенциальные механизмы этого нейропротекторного эффекта могут включать увеличение сывороточного урата и высвобождение нейротрофических факторов, таких как BDNF (нейротрофический фактор мозга) и CDNF (нейротрофический фактор дофамина мозга), а также регуляцию оборота дофамина [4].

В одном из этих исследований, рассмотревшем взаимосвязь уровня физической активности и качества сна пациентов с риском возникновения БП, было обнаружено, что высокий уровень физической активности был связан с более низким риском развития БП, даже среди людей с плохим режимом сна. Участники с высоким уровнем физической активности и здоровым режимом сна имели самый низкий риск возникновения БП. Эти ассоциации были в целом последовательны среди обоих полов и в разных возрастных группах [4].

Аналогичным образом физические упражнения могут помочь в компенсации нарушений регуляции уровня катехоламинов. Все больше доказательств того, что один сеанс физических упражнений может привести к немедленному улучшению симптомов СДВГ и когнитивных функций. Проведенные на эту тему исследования в основном были сосредоточены на влиянии аэробных упражнений (например, езда на велосипеде или бег) с умеренной интенсивностью и минимальной продолжительностью 20 минут на исполнительные функции и внимание [5].

У детей с СДВГ большинство исследований показали положительное влияние физических упражнений на выполнение задач, связанных с исполнительными функциями, с небольшим или значительным эффектом. Эти исследования обычно сравнивали выполнение задач после упражнений с контрольными условиями (например, просмотром видео), выявляя улучшения в торможении реакции, импульсивности и внимании [5].

Среди взрослых с СДВГ исследований проведено меньше. В одном из исследований было отмечено влияние 40 минут умеренных упражнений на когнитивные функции у 10 молодых людей с СДВГ и 10 здоровых участников. Здоровые участники улучшили показатели во всех когнитивных областях, тогда как у пациентов с СДВГ улучшения наблюдались только в торможении реакции, но не в рабочей памяти или переключении задач. Однако в этом исследовании отсутствовало сравнение с контрольной выборкой. В другом исследовании отметили улучшение настроения, мотивации и снижение усталости и депрессии у взрослых с СДВГ после 20 минут езды на велосипеде по сравнению с контрольной выборкой [5].

Долгосрочные исследования также показали, что регулярные физические упражнения положительно влияют на симптомы СДВГ и связанные с ними когнитивные нарушения. В большинстве из этих исследований участники выполняли кардиоупражнения (бег, плавание, езда на велосипеде, прыжки со скакалкой и т.д.) в течение нескольких недель. Почти все они выявили улучшения в виде уменьшения симптомов СДВГ (невнимательность, гиперактивность, импульсивность), а также в исполнительных функциях, успеваемости и двигательных навыках, с небольшим или значительным эффектом [5].

Список литературы:

1. Фаустова, А.Г. Изучение дофамина как неспецифического маркера психологической устойчивости / А. Г. Фаустова, А. Ролдугина // Личность в меняющемся мире: здоровье, адаптация, развитие. — 2022. — №2(37). — С. 134-144.
2. Bidirectional Association between Physical Activity and Dopamine Across Adulthood—A Systematic Review / A. Marques, P. Marconcin, A.O. Werneck, G. Ferrari, É.R. Gouveia, M. Kliegel, M. Peralta, A. Ihle // Brain Sci. — 2021. —  №11(7). — 829 p.
3. Knab, A.M. Does the difference between physically active and couch potato lie in the dopamine system? / A.M. Knab, J.T. Lightfoot // International Journal of Biological Sciences. — 2010. — №6(2). — 133-150 p.
4. Physical activity and sleep pattern in relation to incident Parkinson’s disease: a cohort study / L. Chen, S. Sun, G. Li, X. Gao, W. Luo, H. Tian, X. Zhang, X. Yin, Z. Liu, G. Chen, G. Xu, T. Liu, F. Li // International Journal of Behavioral Nutrition and Physical Activity. — 2024. — №21(17). — URL: https://ijbnpa.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12966-024-01568-9
5. Physical exercise in attention deficit hyperactivity disorder – evidence and implications for the treatment of borderline personality disorder / A. Mehren, M. Reichert, D. Coghill, H.H.O. Müller, N. Braun, A. Philipsen // Borderline Personality Disorder and Emotion Dysregulation. — 2020. — №7(1). — URL: https://bpded.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40479-019-0115-2