Сильные ноги могут предсказывать, как будет стареть мозг

В исследовании близнецов мощность ног была связана с меньшим снижением когнитивных функций через 10 лет — но это ещё не доказывает причинность

Мы привыкли думать о памяти как о функции исключительно мозга. Но мозг существует не отдельно от тела — и состояние крупных мышц может оказаться неожиданно информативным показателем его будущего.

Особенно интересны здесь ноги. Не потому, что существует особая «мышца памяти», а потому, что способность быстро и мощно работать ногами требует одновременной нормальной работы мышц, нервной системы, сосудов, обмена веществ и координации движений.

И именно это решили проверить исследователи из King’s College London.

За участницами наблюдали десять лет

В исследовании участвовали 324 женщины-близнеца из британского регистра TwinsUK. В начале наблюдения им было в среднем около 55 лет, а возраст варьировал от 43 до 73 лет.

Учёные измеряли не просто объём мышц и даже не обычную максимальную силу.

Использовался показатель мощности разгибания ноги. Специальный тренажёр Nottingham Power Rig одновременно учитывал силу движения и скорость, с которой человек способен разогнуть ногу.

Это важное различие.

Сила показывает, какое усилие мышца способна создать. Мощность показывает, насколько быстро она способна это усилие реализовать. Именно мощность особенно заметно снижается с возрастом и тесно связана со способностью вставать, подниматься по лестнице, удерживать мобильность и быстро реагировать на изменение ситуации.

Когнитивные способности участниц проверяли в начале исследования и приблизительно через десять лет. Тесты оценивали память, пространственную рабочую память и скорость обработки информации.

Результат оказался неожиданным: женщины, у которых исходно была выше мощность ног, в среднем демонстрировали более благоприятную траекторию когнитивного старения в последующие десять лет.

Это была не просто история «активные люди здоровее»

Главная проблема подобных исследований очевидна.

Человек с более сильными ногами может просто быть моложе биологически, больше двигаться, меньше болеть, лучше питаться или иметь более благоприятные условия жизни. Тогда мышцы будут не причиной лучшего состояния мозга, а всего лишь ещё одним проявлением общего здоровья.

Исследователи постарались отделить эти факторы.

В статистических моделях учитывались возраст, сердечно-сосудистые заболевания, диабет, артериальное давление, уровень глюкозы и липидов, питание, масса и размеры тела, курение, алкоголь, уровень образования и социально-экономические показатели, а также масса тела при рождении.

Но особенно интересной была сама структура исследования: участницами были близнецы.

Сравнение сестёр позволяет частично контролировать генетические факторы и условия раннего развития. У однояйцевых близнецов генетическое сходство практически полное, поэтому различия между ними особенно информативны.

Связь между мощностью ног и последующим состоянием когнитивных функций сохранялась и при таком анализе.

Самое интересное обнаружилось на МРТ

Через 12 лет после первоначальных измерений небольшая группа участниц прошла магнитно-резонансную томографию мозга.

У женщин, имевших большую мощность ног в начале исследования, позднее обнаруживался в среднем больший общий объём серого вещества.

А среди девяти пар однояйцевых близнецов, особенно сильно различавшихся по мощности ног, у более слабой сестры объём желудочков мозга оказался в среднем на 26% больше.

Желудочки — это заполненные жидкостью полости внутри мозга. Их увеличение может сопровождать потерю окружающей мозговой ткани, хотя само по себе оно не является диагнозом.

Здесь особенно важно не перепутать ассоциацию с доказанной причиной. МРТ-подгруппа была очень небольшой, поэтому эти данные скорее усиливают гипотезу, чем окончательно её подтверждают.

Не количество мышц, а то, что они умеют делать

Именно здесь появляется наиболее интересный поворот.

В том же исследовании масса мышечной ткани ноги не предсказывала когнитивные изменения так же хорошо.

Не показала такой связи и сила кисти.

Иными словами, значение могло иметь не просто количество мышц, а их функциональная способность быстро создавать усилие.

Это хорошо меняет привычную картину старения.

Две женщины могут иметь сходную мышечную массу, но заметно различаться по тому, насколько быстро они способны встать со стула, подняться по лестнице или восстановить равновесие после неожиданного движения.

Мышца в таком случае становится не просто «двигателем», а индикатором работы сразу нескольких физиологических систем.

Почему ноги вообще могут быть связаны с мозгом

Одного окончательно доказанного механизма пока нет.

Наиболее вероятно, что работают сразу несколько процессов.

Первый — сосудистый. Физическая активность связана с работой сердца и сосудов, а мозг особенно чувствителен к качеству кровоснабжения.

Второй — метаболический. Работающие мышцы активно участвуют в утилизации глюкозы и регуляции чувствительности к инсулину. Нарушения метаболизма, в свою очередь, связаны с риском сосудистых и когнитивных нарушений.

Третий механизм сегодня изучается особенно активно: мышцы являются не просто механической тканью.

Во время сокращений они выделяют сигнальные молекулы — миокины. Они способны участвовать в обмене информацией между мышцами, жировой тканью, иммунной системой и, вероятно, мозгом.

Эту систему иногда называют осью «мышца — мозг».

Среди потенциальных участников такого обмена исследуются BDNF, иризин, катепсин B и другие молекулы. BDNF — нейротрофический фактор мозга — участвует в пластичности нервной системы, обучении и памяти.

Метаанализ 35 рандомизированных исследований у пожилых людей показал, что физические тренировки в среднем повышали измеряемую в крови концентрацию BDNF. Но это ещё не означает, что именно BDNF объясняет связь между сильными ногами и сохранением памяти: механизм значительно сложнее.

Более сильные ноги могут быть маркером всего организма

Есть ещё одно объяснение, которое нельзя исключить.

Мощность ног может быть не отдельным фактором, воздействующим на мозг, а своеобразным физиологическим интегратором.

Чтобы быстро разогнуть ногу, необходимы:

• сохранные двигательные нейроны;
• нормальная нервно-мышечная передача;
• достаточная мышечная масса и качество мышечных волокон;
• хороший кровоток;
• эффективный энергетический обмен;
• координация;
• способность нервной системы быстро активировать мышцы.

Поэтому тест мощности ног может одновременно «снимать показания» с нескольких систем организма.

С этой точки зрения сильные ноги не обязательно защищают мозг напрямую. Они могут показывать, что весь комплекс систем, от которых зависит и мозг, пока работает лучше.

Связь обнаружили и в другой популяции

Результаты исследования близнецов не остались совершенно изолированными.

При анализе данных американского NHANES у 1508 человек в возрасте 60–85 лет более высокая сила нижних конечностей также была связана с лучшими результатами когнитивного тестирования.

У людей из группы с более высокой силой ног вероятность попасть в категорию низких когнитивных показателей была примерно на треть меньше.

Но это исследование было поперечным: силу и когнитивные показатели оценивали примерно в один период времени. Поэтому оно ещё меньше позволяет судить о направлении причинности.

Возможно, сильные мышцы помогают сохранять мозг. Но возможно и обратное: лучше сохранившаяся нервная система позволяет человеку больше двигаться и дольше сохранять мышцы.

Вероятно, часть связи работает в обоих направлениях.

Значит ли это, что нужно просто больше приседать

Нет — такой вывод был бы сильнее имеющихся доказательств.

Исследование близнецов не было экспериментом, в котором одной группе специально увеличивали мощность ног, а затем наблюдали, замедлится ли старение мозга.

Рандомизированные исследования физических тренировок дают более сложную картину.

Современные метаанализы показывают, что силовые тренировки у пожилых людей могут улучшать некоторые показатели общей когнитивной функции и рабочей памяти. Но эффект обнаруживается не во всех когнитивных областях, исследования относительно небольшие, а результаты заметно различаются.

Например, один метаанализ 17 рандомизированных исследований с 739 участниками обнаружил улучшение общей когнитивной функции и рабочей памяти после силовых тренировок, но не получил убедительного эффекта для скорости обработки информации, исполнительных функций и внимания.

В другом анализе сочетание аэробных и силовых тренировок у здоровых пожилых людей показывало преимущество перед пассивным контролем, но не превосходило активные контрольные программы.

Поэтому правильнее говорить так: физические упражнения полезны для здоровья мозга, а сохранение мышечной функции, вероятно, является одной из частей этой системы. Но специальной доказанной программы «натренировать ноги против деменции» пока не существует.

Что из этого действительно можно использовать

Практический вывод гораздо шире приседаний.

С возрастом имеет смысл сохранять не только способность долго ходить, но и мышечную силу, мощность, равновесие и способность выполнять обычные движения без посторонней помощи.

Именно поэтому рекомендации World Health Organization для людей старше 65 лет включают наряду с аэробной активностью упражнения на основные группы мышц как минимум два дня в неделю, а также многокомпонентную активность с тренировкой силы и равновесия не менее трёх дней в неделю.

Это рекомендации для общего здоровья и профилактики функционального снижения, а не специальное лечение когнитивных нарушений.

Тем, кто долго не тренировался, имеет сердечно-сосудистые, неврологические или ортопедические заболевания, нагрузку разумно увеличивать постепенно и при необходимости обсуждать её с врачом или физиотерапевтом.

Самое важное ограничение скрыто в слове «предсказывать»

Исследование показало именно прогнозирующую связь.

В нём участвовали только женщины-близнецы, основная выборка была относительно здоровой, а нейровизуализация проводилась лишь у небольшой части участниц.

Кроме того, измерялась специфическая характеристика — мощность разгибателей ноги на специальном оборудовании. Это не то же самое, что количество приседаний, окружность бедра или вес, который человек способен поднять в тренажёрном зале.

И наконец, даже очень хорошо скорректированное наблюдательное исследование не может полностью устранить влияние неизвестных факторов.

Поэтому сильные ноги пока правильнее рассматривать не как доказанное средство профилактики деменции, а как один из возможных маркеров здорового старения.