К ВОПРОСУ ВЛИЯНИЯ ДИЕТОТЕРАПИИ И ФИЗИЧЕСКИХ УПРАЖНЕНИЙ В ПОВРЕЖДЕНИИ И РЕГЕНЕРАЦИИ МОЗГА

Мозг имеет способность к пластичности, которая заключается в способности нервной системы изменять свою структуру, функции на протяжении всей жизни в ответ на многообразие окружающей среды. Существует часто встречающаяся в нейрохирургической практике проблема, заключающаяся в том, что результаты лечения после операции на головном мозге могут не совпадать с данным ранее прогнозом. Возможно это объясняется тем, что внутренняя биологическая изменчивость, встречающаяся у homo sapiens, может оказать значительное влияние на уязвимость мозга к стрессу и повреждениям. В частности, определенные виды диетических факторов, таких как жирные кислоты Омега-3, могут увеличить производство молекулярных систем, которые обеспечивают  синоптическую передачу, в то время как с диетами, богатыми насыщенными жирами, всё наоборот. В свою очередь, упражнения аналогичным образом проявляют целебное воздействие на мозг человека, противодействуя психическому упадку, связанному с возрастом и облегчая восстановление функций в результате травмы мозга и заболевания. Общие данные свидетельствуют о том, что диета и физические упражнения являются двумя неинвазивными подходами, которые могут быть использованы для улучшения молекулярных механизмов нейронного восстановления после операции на головном мозге, скорее всего, работая через нейротрофический фактор головного мозга (БДНФ). Наблюдалось, что БДНФ играет важную роль в защите нейронов от повреждений и болезней, а также модулирует синоптическую передачу [6].

Почти, как и здоровое питание, физическая активность, может восполнять функции нейронов за счет увеличения уровня БДНФ и снижения оксидативного стресса. В частности, было установлено, что упражнения играют важную роль в регуляции развития невритов [9], поддержании синоптической структуры [7], аксональном удлинении [4] и нейрогенезе головного мозга взрослых [5]. Исследования показали, что физическая активность вызывает длительные изменения в морфологии и функции нервной системы, предполагая, что образ жизни и регулярные упражнения могут способствовать повышению устойчивости  мозга к повреждениям. Эта гипотеза была доказана в исследованиях на животных, которые  свидетельствует о том, что физические упражнения перед травмой головного мозга оказывают профилактическое воздействие на повреждение головного мозга и ограничивают размер инфаркта[8]. Также были проведены исследования на животных моделях, которые показали, что упражнения повышают устойчивость мозга к повреждениям при инсульте и болезни Паркинсона [1].

Применение упражнений после травм также представляется многообещающим в плане восстановления, но для определения того, когда и в какой степени они должны быть объединены в образ жизни пациента, необходимы дополнительные исследования. Например, при проведении физиотерапии для лечения болезни Паркинсона у пациентов выявлены признаки повышенной двигательной способности[1]. Сроки оптимального применения упражнений после травмы по-прежнему противоречивы, так как имеются данные, что во время фазы острого повреждения упражнения неэффективны [2].

Не все формы упражнений демонстрируют одинаковые эффекты на восстановление мозга и синоптическую пластичность. При сравнении эффектов беговой дорожки, тренировки плавания и стендовой тренировки у раненых крыс наиболее эффективными в процессе восстановления оказались упражнения беговой дорожки [3]. Эти данные показывают, что сердечно-сосудистая деятельность, наиболее тесно связана с нейрональной регенерации из трех изученных методов тренировки.

Когда диетпитание и тренировка совмещены, они оказывают более выраженный эффект в  регенерации и заживлении, чем по раздельности. Новые исследования показывают, что физические упражнения способны повысить положительный эффект некоторых диет [6]. Отмечено также, что физические упражнения могут противодействовать некоторым вредным воздействиям насыщенного жирового рациона на синоптическую пластичность и когнитивную функцию крыс [4].

Условия жизни, такие как правильное питание и физические упражнения могут увеличивать резистентность мозга к неврологическим расстройствам. Конкретные диеты и упражнения, как было показано, влияют на факторы, которые позволяют повысить устойчивость мозга к повреждениям, облегчают синаптическую передачу, а также улучшают когнитивные способности. Соответственно, диетические манипуляции и физические упражнения обладают мощным терапевтическим потенциалом. Общие данные в области нейронной регенерации показывают, что эта способность может быть реализована в качестве предварительного условия для улучшения результатов операции на головном мозге.

Таким образом, после травмы или операции регенерацию нейронов облегчают диета и физические упражнения. Их совмещение является неинвазивным практическим подходом для повышения восстановления.

Список литературы:

1. Crizzle AM, Newhouse IJ. Is physical exercise beneficial for persons with Parkinson’s disease? Clin J Sport Med. 2006;16(5):422–5. 
2. Griesbach GS, Gomez-Pinilla F, Hovda DA. Time window for voluntary exercise-induced increases in hippocampal neuroplasticity molecules after traumatic brain injury is severity dependent. J Neurotrauma. 2007;24(7):1161–71. 
3. Hutchinson KJ, Gomez-Pinilla F, Crowe MJ, Ying Z, Basso DM. Three exercise paradigms differentially improve sensory recovery after spinal cord contusion in rats. Brain. 2004;127(Pt 6):1403–14.
4. Molteni R, Zheng JQ, Ying Z, Gomez-Pinilla F, Twiss JL. Voluntary exercise increases axonal regeneration from sensory neurons. Proc Natl Acad Sci U S A. 2004;101(22):8473–8. 
5. Van Praag H, Kempermann G, Gage FH. Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. Nat Neurosci. 1999;2(3):266–270.
6. Vaynman S, Gomez-Pinilla F. Revenge of the “sit”: how lifestyle impacts neuronal and cognitive health through molecular systems that interface energy metabolism with neuronal plasticity. J Neurosci Res. 2006;84(4):699–715. [PubMed]
7. Vaynman S, Ying Z, Gomez-Pinilla F. Hippocampal BDNF mediates the efficacy of exercise on synaptic plasticity and cognition. Eur J Neurosci. 2004;20(10):2580–90. 
8. Yang YR, Wang RY, Wang PS. Early and late treadmill training after focal brain ischemia in rats. Neurosci Lett. 2003;339(2):91–4. 
9. Zurmohle U, Herms J, Schlingensiepen R, Brysch W, Schlingensiepen KH. Changes in the expression of synapsin I and II messenger RNA during postnatal rat brain development. Exp Brain Res. 1996;108(3):441–9.