Усиливает ли голодание преимущества тренировок?
Когда идет речь об улучшении и поддержании здоровья мозга, главный инструмент — это физические упражнения.
Регулярные физические упражнения предотвращают возрастное снижение когнитивных функций и снижают риск развития распространенных заболеваний головного мозга, включая деменцию и болезнь Альцгеймера. Эти эффекты могут быть связаны с метаболическими эффектами физических упражнений.
Действительно, метаболическое здоровье — особенно метаболизм глюкозы — ухудшается с возрастом, ухудшая способность производить энергию из этого источника топлива.
Упражнения не только улучшают метаболизм глюкозы и чувствительность к инсулину, но также увеличивают выработку и потребление лактата мозгом и мышцами. Лактат, который обычно вырабатывается во время физических упражнений, используется мозгом пропорционально его концентрации в нашей крови. Мозг очень любит использовать лактат в качестве источника энергии.
Мозг также использует кетоны для получения энергии. Кетоны вырабатываются печенью из жировых запасов в условиях недостаточного количества глюкозы/углеводов, их количество увеличивается во время физических упражнений и во время длительного голодания (от 15 часов и более). Соблюдение кетогенной диеты с низким содержанием углеводов и высоким содержанием жиров — это еще один способ активизировать выработку кетонов в организме.
Таким образом, голодание и физические упражнения вызывают "переключение субстратов", используемых мозгом, в результате чего его основными источниками топлива становятся лактат и кетоны.
Упражнения также повышают уровень ключевого белка, участвующего в нейропластичности и росте новых нейронов — нейротрофического фактора головного мозга, или BDNF. Ряд ученых считает, что этот белок может быть одним из наиболее важных для здоровья мозга, особенно в контексте старения.
Если высвобождение BDNF частично связано с этим "метаболическим переключением", вызванным физическими упражнениями и голоданием, можно предположить, что сочетание этих двух вмешательств может быть одним из способов вызвать сильное повышение BDNF. Это может быть привлекательной стратегией против старения или улучшения когнитивных функций.
В новом исследовании, опубликованном в Journal of Physiology, изучалось влияние комбинации упражнений и голодания на уровень BDNF.
В исследовании приняли участие 12 тренированных (VO2max 50 мл/кг/мин) добровольцев — 6 мужчин и 6 женщин, средний возраст — 30 лет.
Исследователей интересовали следующие вопросы:
- Каково влияние 20-часового голодания на уровень BDNF?
- Каково влияние голодания и легких упражнений на уровень BDNF?
- Каково влияние голодания и интенсивных упражнений на уровень BDNF?
В двух отдельных случаях участники выполняли велотренировку – 90 минут с низкой интенсивностью (25% от пикового VO2), за которой следовала серия из шести 40-секундных интервалов высокой интенсивности (100% от пикового VO2).
Тренировке предшествовала легкая еда (условие 1) или полное 20-часовое голодание (условие 2).
После 20-часового голодания уровни глюкозы и инсулина у участников были ниже, а уровни кетонов были выше порога, который считается "нахождением в состоянии кетоза" по сравнению с исходным уровнем. Доставка кетонов в мозг увеличилась в 9 раз по сравнению с исходным уровнем.
Несмотря на метаболические сдвиги, голодание не повлияло на уровень BDNF. Независимо от приема пищи или голодания, уровни BDNF увеличивались на 6% после 30 минут упражнений с легкой интенсивностью и на 7% после 90 минут упражнений. Это произошло несмотря на то, что во время тренировки натощак уровень кетонов был в 3 раза выше, а их доставка в мозг была в 3-9 раз выше в каждый момент времени.
Упражнения высокой интенсивности усиливали вызванное физическими упражнениями увеличение уровня BDNF. После интервалов уровни BDNF повышались на 300% в плазме и на 27% в сыворотке по сравнению с уровнями после легких упражнений. Голодание не повлияло на повышение уровня BDNF — уровни увеличивались одинаково как в состоянии сытости, так и натощак.
Таким образом, глубокие сдвиги в метаболизме и доставке субстратов, которые происходят во время голодания в состоянии покоя и во время упражнений низкой и высокой интенсивности, по-видимому, не изменяют влияние физической активности на BDNF.
По-видимому, наиболее важными факторами, влияющими на высвобождение BDNF, являются длительность и интенсивность упражнений. Длительные упражнения (т. е. 90 минут против 30 минут) повышают уровень BDNF в большей степени и, что более важно, увеличивают уровни наиболее доступной плазменной BDNF.
Более интенсивные упражнения (т. е. при 100 % против 25 % от пикового значения VO2) увеличивают BDNF в большей степени, чем легкие упражнения. Шесть коротких спринтов повысили BDNF намного больше, чем 90 минут легкой велотренировки.
Что касается того, почему голодание не повысило BDNF – это может быть связано с недостаточной длительностью голодания, по крайней мере, для некоторых людей. Наблюдалась большая вариабельность продукции кетонов среди участников исследования, что могло повлиять на повышение (или его отсутствие) BDNF в состоянии покоя в ответ на голодание, если на самом деле повышенные уровни кетонов являются одним из механизмов, ответственных за увеличение BDNF.
Эти результаты показывают, что упражнения могут быть мощным инструментом повышения пластичности мозга и когнитивной "устойчивости" за счет повышения BDNF. И здесь наиболее эффективный подход – короткие высокоинтенсивные тренировки. Несколько коротких, очень тяжелых интервалов значительно повышают уровень BDNF в кровообращении.
Это не означает, что какой-то один тип упражнений лучше — оба типа важны для достижения различных адаптаций. Но если вы желаете получить стимулирующий эффект тренировки для мозга, то лучше всего увеличить интенсивность.
Не похоже, что отказ от еды до тренировки принесет какую-то дополнительную пользу, поэтому, если вы предпочитаете есть перед тренировкой, ваш мозг все равно выиграет.