Одна тренировка усилила кровоток в мозге — чего это не доказывает

60-минутная аэробная тренировка повысила кровоток на следующее утро в областях мозга, связанных с памятью и движением, у взрослых с метаболическими факторами риска. Она также изменила реакцию этих областей на интраназальный инсулин. Это интересный результат, полученный у людей, но не доказательство того, что одна тренировка защищает мозг от деменции.

Исследование было небольшим — в нём участвовали 15 человек, — а его наиболее интригирный результат имеет два правдоподобных объяснения, которые дизайн исследования не позволяет различить. Физическая нагрузка могла усилить связанную с инсулином сосудистую реактивность мозга. Либо она могла просто настолько повысить кровоток, что интраназальному инсулину оставалось меньше возможностей для его дальнейшего увеличения. Дополнительное пилотное исследование вносит ещё одну сложность: более высокий уровень лактата при нагрузке был связан с более низким мозговым кровотоком после нагрузки, тогда как более выраженная реакция BDNF была связана с более высоким кровотоком.

Эти данные описывают острый, регион-специфический физиологический ответ. Они пока не говорят, какой режим тренировок улучшает когнитивные функции в течение многих лет.

Что показало перекрёстное исследование

Malin и соавторы (2025) обследовали 15 взрослых среднего возраста с избыточной массой тела и преддиабетом в перекрёстном исследовании с уравновешенной последовательностью условий. Средний возраст участников составлял 56,7 года, средний ИМТ — 31,8 кг/м², HbA1c — 5,8%; их кардиореспираторная тренированность была низкой для данного возраста, со средним VO₂max 23,9 мл/кг/мин.

В одном из условий они выполняли 60 минут упражнений на беговой дорожке при 70% от VO₂max. На следующее утро натощак исследователи измеряли мозговой кровоток с помощью МРТ с артериальным спиновым маркированием. Затем участникам вводили 40 МЕ интраназального инсулина и измеряли регионарную реакцию кровотока.

По сравнению с контрольным условием, в условии с физической нагрузкой наблюдалось статистически значимое повышение мозгового кровотока натощак в гиппокампе, скорлупе и бледном шаре (эффекты условия, P<0,05). В доступном отчёте публикации не приведены доверительные интервалы или размеры эффекта, поэтому величина и точность этих повышений остаются неясными.

Эти области важны, однако конечная точка всё равно остаётся косвенным показателем. Гиппокамп участвует в памяти, а скорлупа и бледный шар входят в состав базальных ганглиев, выполняющих функции в движении и других процессах. Более высокая перфузия на следующее утро не доказывает улучшения памяти, более здорового состояния нейронов или снижения риска деменции.

Почему результат с инсулином интригует — и остаётся неразрешённым

После нагрузки у участников с более высоким исходным кровотоком последующая реакция мозгового кровотока на интраназальный инсулин была меньше в гиппокампе, хвостатом ядре, бледном шаре и скорлупе. Связь была отрицательной. Она не показала, что физическая нагрузка вызвала более высокую чувствительность нейронов к инсулину.

Интраназальный инсулин — обоснованный исследовательский инструмент, поскольку в рандомизированных плацебо-контролируемых исследованиях он может изменять регионарный мозговой кровоток и когнитивные показатели, как обобщено в систематическом обзоре Nijssen и соавторов 2023 года. В 24-недельном исследовании фазы 2 Novak и соавторы также выявили измеримые эффекты 40 МЕ интраназального инсулина на когнитивные функции и походку у пожилых людей с диабетом 2 типа и без него.

Тем не менее использованная здесь реакция на МРТ является косвенной. Она может отражать связанное с инсулином расширение сосудов, а не передачу сигналов инсулина внутри нейронов. Кроме того, результат перекрёстного исследования допускает два конкурирующих объяснения. Физическая нагрузка могла подготовить инсулин-чувствительный путь, оставив меньший дополнительный ответ на инсулиновую пробу. Она также могла повысить кровоток до локального предела, без каких-либо оснований считать, что чувствительность к инсулину изменилась. Эксперимент не позволяет выбрать между этими объяснениями.

Этот результат лучше понимать как свидетельство того, что одна аэробная тренировка изменила сосудистую реакцию мозга на инсулин у данной конкретной группы, — а не как доказательство того, что физическая нагрузка устранила инсулинорезистентность мозга.

Лактат и BDNF указывают в противоположных направлениях

Morris и соавторы (2024) в другом небольшом перекрёстном исследовании изучали, почему реакции мозгового кровотока различались между людьми. Площадь под кривой лактата, индуцированного физической нагрузкой, предсказывала более низкий мозговой кровоток после нагрузки, измеренный методом артериального спинового маркирования. В том же исследовании более выраженная реакция BDNF предсказывала более высокий кровоток.

Ни одна из этих связей не устанавливает причинность. У людей с более низкой тренированностью при заданной абсолютной нагрузке может накапливаться больше лактата, и у них также может быть ниже исходная церебральная перфузия. Это различие в тренированности могло обусловить связь между лактатом и кровотоком без прямого снижения лактатом мозгового кровотока. Исследования у людей не установили причинного пути от лактата к церебральной перфузии во время физической нагрузки.

Результат по BDNF требует такой же сдержанной интерпретации. Согласно метаанализу Fleitas и соавторов 2022 года и систематическому обзору и метаанализу Titus и соавторов, острая физическая нагрузка в среднем повышает периферический BDNF у пожилых людей. Оба исследования также выявили значительную вариабельность между исследованиями. Morris и соавторы обнаружили, что повышение BDNF было тесно связано с активацией тромбоцитов, что указывает на дегрануляцию тромбоцитов как непосредственный источник значительной части измеряемого сигнала в сыворотке.

Это различие существенно. Сывороточный BDNF после нагрузки не является прямым измерением продукции BDNF в мозге. Ни одно механистическое исследование на людях не показало, что периферический BDNF, происходящий из тромбоцитов, пересекает гематоэнцефалический барьер в физиологически значимых концентрациях. Благоприятный биомаркер крови может быть реальным, не являясь при этом подтверждением его поступления из мозга.

Интенсивность может изменять реакцию биомаркеров. У людей позднего среднего и пожилого возраста Tsai и соавторы обнаружили, что острая высокоинтенсивная интервальная тренировка вызывала более выраженную реакцию BDNF и лучшие нейрокогнитивные показатели, чем непрерывная нагрузка умеренной интенсивности. Это не доказывает, что HIIT обеспечивает более высокий мозговой кровоток, и не устанавливает универсальный оптимальный протокол. Обзор Hortobágyi и соавторов заключает, что влияние интенсивности на маркеры нейропластичности зависит от изучаемой популяции и оцениваемого исхода.

Долгосрочная проверка когнитивных эффектов оказалась менее обнадёживающей

Наиболее весомую проверку энтузиазма в отношении острых механизмов даёт EXERT — многоцентровое рандомизированное исследование фазы 3 и крупнейшее испытание аэробных упражнений при лёгких когнитивных нарушениях. Baker и соавторы обнаружили, что аэробные упражнения не замедляли снижение когнитивных функций по сравнению с контрольной группой, выполнявшей растяжку.

EXERT не опровергает результат Malin о кровотоке на следующее утро. Популяции, длительность вмешательства, группа сравнения и конечные точки различаются. Malin изучали единственный эпизод физической нагрузки у взрослых с избыточной массой тела, преддиабетом и низкой тренированностью; EXERT изучало взрослых с лёгкими когнитивными нарушениями в рамках более длительного вмешательства и оценивало снижение когнитивных функций по сравнению с растяжкой. Однако EXERT ставит под сомнение простое представление о том, что повторяющиеся острые сосудистые улучшения обязательно суммируются в сохранение когнитивных функций.

Другие более долгосрочные исследования также не поддерживают простой подход, основанный на биомаркерах. В шестимесячном кластерном рандомизированном исследовании упражнений с двойной задачей, направленных на развитие мощности, у пожилых людей были выявлены неопределённые комбинированные эффекты на когнитивные функции и связанные с ними неврологические и воспалительные маркеры, о чём сообщили Tait и соавторы. В отдельном рандомизированном исследовании у пожилых женщин с лёгкими когнитивными нарушениями функциональные тренировки улучшили когнитивные функции и показатели BDNF, однако его популяция и длительная программа тренировок существенно отличаются от исследований острой аэробной нагрузки.

Как использовать эти данные

У взрослого среднего возраста с избыточной массой тела, преддиабетом и низкой тренированностью одна 60-минутная тренировка примерно при 70% VO₂max повысила на следующее утро кровоток в отдельных областях мозга в статистически значимом перекрёстном исследовании с участием 15 человек. Это прямой результат исследования. Физические упражнения также улучшают контроль гликемии и инсулинорезистентность при преддиабете вне зависимости от вида нагрузки, как показано в сетевом метаанализе Huang и соавторов.

Не следует использовать лактат после тренировки или сывороточный BDNF как личную оценку пользы для мозга. Результат по лактату носит корреляционный характер, сывороточный BDNF в значительной мере отражает высвобождение из тромбоцитов, и оба пилотных исследования нуждаются в воспроизведении. Вечерняя нагрузка с визуализацией на следующее утро также затрудняет отделение циркадных эффектов от эффектов нагрузки.

Физические упражнения по-прежнему стоит выполнять по установленным кардиометаболическим причинам. Эти конкретные данные добавляют убедительное свидетельство острого изменения церебральной перфузии в группе высокого риска. Однако они пока не дают доказанного нейропротективного протокола, целевого уровня лактата или способа обойти длительную и менее эффектную работу по постепенному повышению тренированности.