Изменения в головном мозге, вызванные длительной физической нагрузкой

В этом обзоре рассматриваются изменения метаболизма и нейрогуморальной регуляции головного мозга во время длительной физической нагрузки у человека, особое внимание уделяется их связи с утомлением. Переход от покоя к нагрузке умеренной интенсивности не меняет общий энергетический обмен мозга. По-видимому, это связано с тем, что вызванное нагрузкой усиление активности некоторых областей, включая корковые двигательные зоны, компенсируется снижением активности в других областях мозга. Однако тяжёлая физическая нагрузка сопровождается изменениями метаболизма и нейрогуморальной регуляции мозга, которые могут быть связаны с центральным утомлением. Утомление следует рассматривать как сложное явление, на которое влияют как периферические, так и центральные факторы. Вместе с тем в некоторых условиях ведущую роль, по-видимому, играет неспособность обеспечить достаточную активацию мотонейронов вследствие нейрофизиологических изменений. Во время нагрузки, сопровождающейся гипертермией, из-за затруднённого отвода тепла мозговым кровотоком в головном мозге может накапливаться избыточное тепло, и температура мозга может превышать 40 °C, что снижает способность поддерживать максимальную двигательную активацию. Кроме того, при развитии гипогликемии во время длительной нагрузки субъективная тяжесть нагрузки возрастает одновременно со снижением захвата глюкозы головным мозгом. По-видимому, центральное утомление возникает, когда доступность субстратов ограничивает энергетический обмен мозга. Снижению произвольной активации мотонейронов после длительной и тяжёлой нагрузки также могут способствовать изменения серотонинергической активности, тормозная обратная связь от работающих мышц, повышение концентрации аммиака и изменения дофаминергической активности в отдельных областях мозга. Кроме того, центральное утомление может быть связано с истощением запасов гликогена в мозге: на это указывает наблюдение, что после истощающей нагрузки захват глюкозы головным мозгом возрастает непропорционально сильнее, чем потребление кислорода. Таким образом, длительная физическая нагрузка может нарушать гомеостаз центральной нервной системы (ЦНС), что впоследствии снижает двигательную активацию. Поэтому тяжёлая физическая нагрузка создаёт нагрузку не только на кардиореспираторную и опорно-двигательную системы, но и на головной мозг.