Механизмы улучшения когнитивных функций

Несмотря на то, что мы не знаем в точности, как УО улучшают мышление в пожилом возрасте, на основе исследований можно представить некоторые возможные механизмы. Перечислим эти механизмы:

• Систематические УО по мнению Cassilhas et al (3) увеличивают кровообращение в мозге, что приводит к повышенному притоку нутриентов и кислорода в ЦНС. Эти данные подтверждаются предыдущими исследованиями (27, 28).
• Увеличение вязкости крови отрицательно коррелирует с умственной работоспособностью (31). Несмотря на то, что в исследовании Cassilhas et al (3) не выявили увеличение текучести крови, они предположили, что аэробная тренировка, в общем, может улучшать кровоток, и за счёт этого снижать вязкость крови, улучшая умственную работоспособность.
• Cassilhas et al (3) показано, что систематические УО повышают концентрацию ИФР-1 в сыворотке, также установлено, что ИФР-1 вовлечён в модуляцию молекул, произведённых головным мозгом. ИФР-1 способствует росту, жизнедеятельности и дифференциации нейронов, улучшая умственную работоспособность (2, 12).
• Согласно предположениям Cassilhas et al (3) физические упражнения, в общем, повышают активность антиоксидантных ферментов и, таким образом, улучшают восстановление после повреждений от окислительного стресса (30).
• По мнению Liu-Ambrose et al (24), уменьшение содержания бета-амилоида, является одним из факторов улучшения когнитивных функции, которое наблюдали в других исследованиях (17, 32).
• Вызванное упражнениями возбуждение (зафиксированное как повышение ЧСС), согласно гипотезе Chang and Etnier (4), вероятно, обуславливает положительное влияние УО на когнитивную функцию.
• Chang et al (8) показано, что изменение возбуждения и специфические физиологические механизмы могут объяснить улучшения, которые наблюдались в их исследовании.
• Нейрогормональными механизмами (например, ИФР-1) объясняется положительное влияние УО на мышление в работе Chang et al (6).
• Несмотря на то, что механизм положительного воздействия УО на пространственное восприятие не выяснен, Fragala et al (18) обсуждали роль медиаторов в этом процессе (медиатор – любая субстанция, передающая информацию между двумя клетками, тканями или органами): факторов роста, питания и адаптации нейронов, а также способа влияния упражнений на функции мозга, путём увеличение кровотока, улучшения транспорта и использования нутриентов, нейротрансмиттеров и факторов нейрогенеза (34).
• По гипотезе Ozkaya et al (27), силовая тренировка способна вызывать нейробиологические изменения функций нейротрансмиттеров, церебральный кровоток или увеличивать межклеточные взаимодействия в различных регионах мозга.

В перечисленных исследованиях предлагаются некоторые возможные механизмы улучшения когнитивных функций при УО; тем не менее, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить точный механизм, который могут использовать СУ при разработке программ УО. Например, улучшение когнитивных функций, измеряемое при помощи различных тестов, может быть связано с формированием групп и аспектами социализации при УО. Кроме того, люди, выполняющие УО, возможно, больше стремятся добиться результата и за счёт этого выполняют тесты лучше (23). Другими исследователями показано, что улучшение мышления, по-видимому, отчасти обусловлены когнитивным стимулом для людей, впервые выполняющих УО, связанным с запоминанием названий упражнений, настроек тренажёров, принципов дозирования нагрузки и названиями нагружаемых мышечных групп (16). Ozkaya et al (27) также продемонстрировали, что просто участие в группе физической активности, требующее соблюдение рекомендаций инструктора и обмена информацией, может предрасполагать к улучшению когнитивной функции. А может, улучшение когнитивной функции произошло под воздействием других биологических и физиологических факторов, не указанных в данном обзоре?

Практические рекомендации

Несмотря на то, что старение прогрессирующий и динамический процесс, УО способны помочь и даже предотвратить некоторые наблюдаемые изменения. СУ играют ключевую роль в разработке простых и эффективных программ УО для всех возрастных групп, особенно для пожилых людей, чтобы улучшить и поддерживать когнитивные функции.

Необходимо следовать рекомендациям по УО для пожилых людей, предложенным Американским колледжем спортивной медицины (29). Для улучшения когнитивных и физических функций у пожилых людей следует начать выполнение УО с низкой интенсивности (40 – 50% ПМ), потом перейти на среднюю интенсивность (60 – 70% ПМ), а со временем, при хорошей физиологической и психологической переносимости, можно применить высокую интенсивность нагрузки. Низкая интенсивность применяется для преодоления страха у некоторых людей перед УО и любыми другими упражнениями, в том числе из-за наличия травм. Таким образом, лучше подбирать упражнения той интенсивности, которая хорошо переносится, чем избегать УО с отягощениями вообще.

СУ необходимо планировать в программе тренировок упражнения для основных мышечных групп в каждом занятии по 1 – 2 подхода из 10 – 15 повторений, в общей сложности 7 – 10 упражнений, не менее 2 раз в неделю. Программа должна предусматривать разминку и заминку, а общая продолжительность УО – 30-45 минут или дольше при хорошей переносимости. Основываясь на исследованиях из этого обзора, УО необходимо рекомендовать как составную часть недельной фитнес- программы для всех возрастных групп, с целью улучшения и поддержания умственных и физических функций на протяжении жизни.

ССЫЛКИ

1. Aagaard P, Suetta C, Caserotti P, Magnusson SP, Kjaer M. Role of the nervous system in sarcopenia and muscle atrophy with aging: Strength training as a countermeasure. Scand J Med Sci Sports 20: 49–64, 2010.
Cited Here...

2. Al-Delaimy WK, von Muhlen D, Barrett-Connor E. Insulin like growth factor-1, insulin like growth factor binding protein-1, and cognitive function in older men and women. J Am Geriatr Soc 57: 1441–1446, 2009.
Cited Here...

3. Cassilhas RC, Viana VA, Grassmann V, Santos RT, Santos RF, Tufik S, Mello MT. The impact of resistance exercise on the cognitive function of the elderly. Med Sci Sports Exerc 39: 1401–1407, 2007.
Cited Here...

4. Chang YK, Etnier JL. Effects of an acute bout of localized resistance exercise on cognitive performance in middle-aged adults: A randomized controlled trial study. Psychol Sport Exerc 10: 19–24, 2009.
Cited Here...

5. Chang YK, Etnier JL, Barella LA. Exploring the relationship between exercise-induced arousal and cognition using fractionated response time. Res Q Exerc Sport 80: 78–86, 2009.
Cited Here...

6. Chang YK, Ku PW, Tomporowski PD, Chen FT, Huang CC. Effects of acute resistance exercise on late-middle-age adults' goal planning. Med Sci Sports Exerc 44: 1773–1779, 2012.
Cited Here...

7. Chang YK, Labban JD, Gapin JI, Etnier JL. The effects of acute exercise on cognitive performance: A meta-analysis. Brain Res 1453: 87–101, 2012.
Cited Here...

8. Chang YK, Tsai CL, Huang CC, Wang CC, Chu IH. Effects of acute resistance exercise on cognition in late middle-aged adults: General or specific cognitive improvement? J Sci Med Sport 17: 51–55, 2014.
Cited Here...

9. Coe DP, Fiatarone Singh MA. Exercise prescription in special populations: Women, pregnancy, children, and older adults. In: ACSM's Resource Manual for Guidelines for Exercise Testing and Prescription (7th ed). Swain DP, ed. Philadelphia, PA: Wolters Kluwer-Lippincott Williams & Wilkins, 2014. pp. 570–595.
Cited Here...

10. Colcombe SJ, Erickson KI, Scalf PE, Kim JS, Prakash R, McAuley E, Elavsky S, Marquez DX, Hu L, Kramer AF. Aerobic exercise training increases brain volume in aging humans. J Gerontol A Biol Sci Med Sci 61: 1166–1170, 2006.
Cited Here...

11. Colcombe S, Kramer AF. Fitness effects on the cognitive function of older adults: A meta-analytic study. Psychol Sci 14: 125–130, 2003.
Cited Here...

12. Cotman CW, Berchtold NC. Exercise: A behavioral intervention to enhance brain health and plasticity. Trends Neurosci 25: 295–301, 2002.
Cited Here...

13. English KL, Paddon-Jones D. Protecting muscle mass and function in older adults during bed rest. Curr Opin Clin Nutr Metab Care 13: 34–39, 2010.
Cited Here...

14. Fiatarone MA, Marks EC, Ryan ND, Meredith CN, Lipsitz LA, Evans WJ. High-intensity strength training in nonagenarians. Effects on skeletal muscle. JAMA 263: 3029–3034, 1990.
Cited Here...

15. Fiatarone MA, O'Neill EF, Ryan ND, Clements KM, Solares GR, Nelson ME, Roberts SB, Kehayias JJ, Lipsitz LA, Evans WJ. Exercise training and nutritional supplementation for physical frailty in very elderly people. N Engl J Med 330: 1769–1775, 1994.
Cited Here...

16. Forte R, Boreham CA, Leite JC, De Vito G, Brennan L, Gibney ER, Pesce C. Enhancing cognitive functioning in the elderly: Multicomponent vs resistance training. Clin Interv Aging 8: 19–27, 2013.
Cited Here...

17. Fox NC, Black RS, Gilman S, Rossor MN, Griffith SG, Jenkins L, Koller M. Effects of a beta immunization (AN1792) on MRI measures of cerebral volume in Alzheimer disease. Neurology 64: 563–1572, 2005.
Cited Here...

18. Fragala MS, Beyer KS, Jajtner AR, Townsend JR, Pruna GJ, Boone CH, Bohner JD, Fukuda DH, Stout JR, Hoffman JR. Resistance exercise may improve spatial awareness and visual reaction in older adults. J Strength Cond Res 28: 2079–2087, 2014.
Cited Here...

19. Heyn P, Abreu BC, Ottenbacher KJ. The effects of exercise training on elderly persons with cognitive impairment and dementia: A meta-analysis. Arch Phys Med Rehabil 85: 1694–1704, 2004.
Cited Here...

20. Hillman CH, Snook EM, Jerome GJ. Acute cardiovascular exercise and executive control function. Int J Psychophysiol 48: 307–314, 2003.
Cited Here...

21. Hindin SB, Zelinski EM. Extended practice and aerobic exercise interventions benefit untrained cognitive outcomes in older adults: A meta-analysis. J Am Geriatr Soc 60: 136–141, 2012.
Cited Here...

22. Jobe JB, Smith DM, Ball K, Tennstedt SL, Marsiske M, Willis SL, Rebok GW, Morris JN, Helmers KF, Leveck MD, Kleinman K. Active: A cognitive intervention trial to promote independence in older adults. Control Clin Trials 22: 453–479, 2001.
Cited Here...

23. Kimura K, Obuchi S, Arai T, Nagasawa H, Shiba Y, Watanabe S, Kojima M. The influence of short-term strength training on health-related quality of life and executive cognitive function. J Physiol Anthropol 29: 95–101, 2010.
Cited Here...

24. Liu-Ambrose T, Nagamatsu LS, Graf P, Beattie BL, Ashe MC, Handy TC. Resistance training and executive functions: A 12-month randomized controlled trial. Arch Intern Med 170: 170–178, 2010.
Cited Here...

25. Mitchell WK, Williams J, Atherton P, Larvin M, Lund J, Narici M. Sarcopenia, dynapenia, and the impact of advancing age on human skeletal muscle size and strength: A quantitative review. Front Physiol 3: 260, 2012.
Cited Here...

26. Neumann DA. Kinesiology of the Musculoskeletal System: Foundations for Rehabilitation (7th ed). St. Louis, MO: Mosby Elsevier, 2010. p. 70.
Cited Here...

27. Ozkaya GY, Aydin H, Toraman FN, Kizilay F, Ozdemir O, Cetinkaya V. Effect of strength and endurance training on cognition in older people. J Sports Sci Med 4: 300–313, 2005.
Cited Here...

28. Perrig-Chiello P, Perrig WJ, Ehrsam R, Staehelin HB, Krings F. The effects of resistance training on well-being and memory in elderly volunteers. Age Ageing 27: 469–475, 1998.
Cited Here...

29. Pescatello LS, Arena R, Riebe D, Thompson PD. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription (9th ed). Baltimore, MD: Lippincott Williams & Wilkins, 2014. pp. 94, 208–211.
Cited Here...

30. Radak Z, Taylor AW, Ohno H, Goto S. Adaptation to exercise-induced oxidative stress: From muscle to brain. Exerc Immunol Rev 7: 90–107, 2001.
Cited Here...

31. Santos RF, Galduroz JC, Barbieri A, Castiglioni ML, Ytaya LY, Bueno OF. Cognitive performance, SPECT, and blood viscosity in elderly non-demented people using Ginkgo biloba. Pharmacopsychiatry 36: 127–133, 2003.
Cited Here...

32. Sparks DL, Lemieux SK, Haut MW, Baxter LC, Johnson SC, Sparks LM, Sampath MH, Lopez JE, Sabbagh H, Connor DJ. Hippocampal volume change in the Alzheimer Disease Cholesterol-Lowering Treatment trial. Cleve Clin J Med 75: S87–S93, 2008.
Cited Here...

33. Trejo JL, Carro E, Torres-Aleman I. Circulating insulin-like growth factor I mediates exercise-induced increases in the number of new neurons in the adult hippocampus. J Neurosci 21: 1628–1634, 2001.
Cited Here...

34. Venes D. Taber's Cyclopedic Medical Dictionary (22nd ed). Philadelphia, PA: FA Davis, 2013. pp. 516, 1471.
Cited Here...

35. Wall BT, Dirks ML, van Loon LJ. Skeletal muscle atrophy during short-term disuse: Implications for age-related sarcopenia. Ageing Res Rev 12: 898–906, 2013.
Cited Here...

Заболевания / Нарушения, Здоровье, Медицина, Научные исследования, Силовые тренировки, Специальные группы населения, Тренировки с отягощениями

fitness-pro.ru