قد تحدد خلايا دماغ التحمل المدة التي يمكنك الركض فيها

حدد الباحثون الخلايا العصبية في الفئران التي تساعد على بناء القدرة على التحمل بعد الجري. وهم يشتبهون في وجود خلايا مماثلة لدى البشر، والتي يمكن استهدافها بالأدوية أو العلاجات الأخرى لتضخيم آثار التمارين الرياضية.

لقد عرفنا منذ عقود أن الدماغ يتغير مع النشاط البدني. ومع ذلك، يعتقد العلماء على نطاق واسع أن هذه التأثيرات تختلف عن تلك التي تحدث في أماكن أخرى من الجسم، مثل زيادة قوة العضلات، كما يقول نيكولاس بيتلي من جامعة بنسلفانيا. وتشير أحدث النتائج إلى خلاف ذلك، إذ يقول إن التغيرات الدماغية “هي التي تنسق كل تلك الأشياء الأخرى”.

ومن أجل فهم أفضل لكيفية تأثير التمارين الرياضية على الدماغ، قام بيتلي وزملاؤه بمراقبة نشاط الخلايا العصبية لدى الفئران قبل وأثناء وبعد ممارسة التمارين الرياضية. وركزوا على الخلايا الموجودة في منطقة ما تحت المهاد البطني الإنسي، حيث أظهرت الأبحاث السابقة أن ضعف النمو في هذه المنطقة من الدماغ يعيق تحسين اللياقة البدنية لدى القوارض. وربما ينطبق الأمر نفسه على البشر، لأن بنية المنطقة ووظيفتها تميل إلى أن تكون متسقة عبر الثدييات، كما يقول بيتلي.

ووجد الفريق أنه بعد قيام الفئران بالجري، زاد النشاط في مجموعة من الخلايا العصبية ذات مستقبل يسمى SF1، والذي يلعب دورًا في نمو الدماغ والتمثيل الغذائي. علاوة على ذلك، فإن نسبة هذه الخلايا التي يتم تنشيطها عن طريق التمارين الرياضية زادت مع كل يوم إضافي من الجري. وبحلول اليوم الثامن، نشط الجري حوالي 53% من الخلايا العصبية مقارنة بأقل من 32% في اليوم الأول. يقول بيتلي: “لذا، تمامًا كما تنمو عضلاتك عندما تقوم بتمرينها، يتزايد نشاط عقلك”.

بعد ذلك، استخدم الباحثون علم البصريات الوراثي – وهي تقنية تنشط أو تمنع نشاط الخلايا العصبية بالضوء – لإيقاف هذه الخلايا العصبية في مجموعة منفصلة من الفئران. تم تدريب الحيوانات على جهاز المشي خمسة أيام في الأسبوع لمدة ثلاثة أسابيع. وبعد كل جلسة، تم تثبيط الخلايا العصبية لمدة ساعة واحدة. وفي نهاية كل أسبوع، أكملت الفئران اختبار التحمل، ووصلت إلى حد الإرهاق.

على مدار التجربة، زادت الفئران المسافة التي ركضتها في هذه الاختبارات بحوالي 400 متر في المتوسط، لكن هذا كان تقريبًا نصف التحسن الذي شوهد في مجموعة أخرى من الفئران التي تركت خلاياها العصبية سليمة.

ليس من الواضح ما هو دور هذه الخلايا العصبية، ولكن قد يكون له علاقة باستخدام الوقود، كما يقول عضو الفريق مورجان كيندل، وهو أيضًا في جامعة بنسلفانيا. أثناء أنشطة التحمل، يزود الجسم نفسه بالدهون، حيث يتم استنفاد مخزون الكربوهيدرات بسرعة أكبر. لكن تثبيط هذه الخلايا العصبية في الفئران دفعها إلى “البدء في استخدام الكربوهيدرات في وقت مبكر جدًا أثناء السباق”، كما يقول كيندل. “ثم نفاد الوقود نوعًا ما.” ووجد الفريق أن تثبيط هذه الخلايا العصبية يمنع إطلاق بروتين يسمى PGC-1 ألفا في العضلات، مما يساعد الخلايا على استخدام الوقود بشكل أكثر كفاءة. تفرز هذه الخلايا العصبية أيضًا مادة تزيد من نسبة السكر في الدم وتجديد مخازن الطاقة، مما يساعد على تعافي العضلات.

يتطلب علم البصريات الوراثي إجراء جراحة دماغية جائرة، لذا فهو غير ممكن عند البشر. ولكن قد يكون من الممكن تطوير تدخلات أخرى يمكن أن تؤثر على هذه الخلايا العصبية، كما يقول بيتلي. يقول بيتلي: “أعتقد حقًا أنه إذا تمكنا من إيجاد طريقة -ملح أو مكمل غذائي- لتنشيط هذه الخلايا العصبية، فيمكننا زيادة القدرة على التحمل”.

عندما كرر الباحثون التجربة، وقاموا بتعزيز النشاط في هذه الخلايا العصبية بدلاً من تثبيطه، وجدوا أن الفئران طورت قدرة تحمل خارقة، حيث ركضت أكثر من ضعف المسافة التي قطعتها فئران التحكم.

يقول بيتلي إن تدخلاً مماثلاً يمكن أن يفيد بشكل خاص الأشخاص الذين يجدون صعوبة في ممارسة الرياضة، مثل كبار السن أو أولئك الذين أصيبوا بسكتة دماغية.

ولكن هناك العديد من العقبات في الطريق. لسبب واحد، نحن لا نعرف على وجه اليقين ما إذا كانت هذه النتائج تترجم إلى الناس. هناك أيضًا مسألة الآثار الجانبية المحتملة، كما يقول توماس بوريس من جامعة فلوريدا. ويبدو أن هذه الخلايا العصبية تنظم امتصاص الطاقة في العضلات، لذا فإن تحفيزها أكثر من اللازم يمكن أن يسبب انخفاضًا خطيرًا في نسبة السكر في الدم، كما يقول.

ويقول بيتلي إنه حتى لو تمكنا من تنشيط هذه الخلايا العصبية بأمان لدى البشر، فلن يكون ذلك بمثابة الحل السحري للصحة الجيدة. ويقول: “تحدث كل أنواع الأشياء الرائعة عندما تمارس التمارين الرياضية – فأنت أقل اكتئابًا وأقل قلقًا. هناك تحسينات معرفية، وتحسينات في القلب والأوعية الدموية، وتحسينات في العضلات”. “لا أعتقد أن هذا التنشيط [these] ستكون الخلايا العصبية بالضرورة هي عنق الزجاجة الذي تحدث من خلاله كل تلك الأشياء الجيدة.