Инсульт часто усугубляет когнитивные нарушения, которые приходят с возрастом. В результате ухудшается качество жизни людей, перенесших инсульт. Поэтому активно исследуются меры по его профилактике, а также по стратегиям реабилитации.
Одним из самых эффективных методов реабилитации считаются аэробные тренировки: они улучшают и сердечно-сосудистые, и двигательные функции. Но оказывается, они оказывают благотворное влияние в том числе на когнитивные функции. Обзор в Frontiers in Aging Neuroscience посвящен исследованиям, в которых объясняются механизмы того, как аэробные упражнения улучшают когнитивные способности, стимулируют нейропластичность, а также как они сочетаются с другими методами реабилитации (например, фармакотерапией).
Помимо того, что инсульт может нарушить когнитивные функции (при поражении левого полушария – восприятие, вынесение суждений и логическое мышление; левого – восприятие речи и разговорные навыки), он еще и связан с плохим восстановлением моторики. Снижение когнитивных функций и пластичности мозга вследствие инсульта также могут отражаться на координации, устойчивости, гибкости и процессах двигательного научения. Многие из тех, кто наблюдал пожилых людей, перенесших инсульт, могли заметить подобные нарушения: пациентам трудно ходить по лестнице, одеваться и совершать прочие рутинные действия. Это значительно снижает качество их жизни.
Исследования на здоровых людях
С помощью функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) было показано, что у пожилых людей после аэробной тренировки наблюдается активация областей мозга, участвующих в контроле внимания и торможении, в то время как области мозга, вовлеченные в агрессию и конфликтность, затормаживаются (к сожалению, с возрастом люди становятся сварливыми, особенно, если не тренируются). Кроме того, 12-недельная программа аэробных тренировок на беговой дорожке или велотренажере усиливает кровоток в гиппокампе и передней поясной коре головного мозга, а также увеличивает мгновенную и отсроченную вербальную память.
Измерения концентрации циркулирующих нейротрофических факторов, улучшающих функции мозга, таких как нейротрофический фактор головного мозга (BDNF), инсулиноподобный фактор роста-1 (IGF-1) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), демонстрируют противоречивые факторы. В каких-то исследованиях они изменяются при тренировках, в каких-то нет. Непонятно даже, насколько достоверны результаты этих измерений, ведь уровни этих медиаторов могут зависеть от сторонних факторов – возраста, питания, пола и некоторых других.
Исследования на здоровых животных
В исследованиях на животный вопрос с нейротрофическими факторами выглядит интереснее. На взрослых крысах было показано, что ангиогенез (образование новых сосудов), активированный аэробными тренировками, связан с увеличением мРНК и белка VEGF в головном мозге.
Восьминедельная аэробная тренировка на беговой дорожке вызвала улучшение скорости обучения. А исследование на модели стареющих крыс показало, что восемь недель тренировок на беговой дорожке могут существенно повысить как уровень NGF, так и количество его рецептора, тирозинкиназы A (TrkA), в гиппокампе. Этот путь через цепь посредников в итоге приводит к тому, что клетки менее интенсивно запускают программу самоубийства (апоптоз).
Комбинации аэробных упражнений с фармакотерапией
Аэробные и поведенческие тренировки улучшают когнитивные способности у пациентов с инсультом, но их недостаточно для полного восстановления. И многие фармакологические методы лечения могут стать возможными кандидатами на улучшение когнитивных функций после инсульта за счет стимуляции нейропластичности.
Например, лекарственный препарат мемантин, используемый для лечения умеренной и тяжелой деменции типа Альцгеймера, может увеличивать синаптическую пластичность и уменьшать гиперактивацию глутаматных рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA-r), ограничивая эксайтотоксическую гибель нейронов. Другие вещества, такие как цитиколин (промежуточное звено в производстве фосфатидилхолина, нужного для нервной ткани, из холина), могут повышать уровень ацетилхолина и дофамина, а также уменьшать объем инфаркта на животных моделях с церебральной ишемией.
Тем не менее рекомбинантный тканевый активатор плазминогена (rt-PA), одобренный для лечения острого ишемического инсульта, не продемонстрировал особого улучшения когнитивных функций в сочетании с физической активностью. Хотя в случае, когда rt-PA успевали вводить в течение первых трех часов после инсульта, он улучшал клинические исходы и повседневную активность пациента в течение ближайшего года.
В доклинических исследованиях вещество L-депренил используется для снижения активных форм кислорода, которые разрушают мембрану клеток и запускают их гибель в очаге ишемии после постоянной окклюзии средней мозговой артерии у мышей. Это вещество также показало некоторую клиническую эффективность в отношении когнитивных функций у пожилых людей с болезнью Альцгеймера.
L-депренил вызывает амфетаминоподобный эффект, воздействуя на высвобождение дофамина и препятствуя его обратному захвату, что способствует улучшению как внимания, так и исполнительных функций. После инсульта комбинация L-депренила и стандартной реабилитации, включая физиотерапию, велотренировки и трудотерапию в течение шести недель, показала улучшение логической памяти, выборочного внимания и невербального мышления. Однако в этом исследовании не сравнивали эффект такой комбинации с эффектом лечения только лишь L-депренилом или только стандартной реабилитации. Таким образом, по-прежнему трудно утверждать, что комбинация этих двух стратегий способствовала когнитивному восстановлению.
В модели на крысах введение D-амфетамина в сочетании с тренировкой опорно-двигательного аппарата улучшило восстановление движений после повреждения коры головного мозга. Более того, в другом исследовании оценивалось влияние приема D-амфетамина в сочетании с функциональной реабилитацией и только физиотерапией на память и восстановление моторики после инсульта. Результаты показали, что D-амфетамин при функциональной реабилитации оказался более эффективным для улучшения когнитивных функций, чем одни тренировки, особенно в отношении памяти.
А вот лечение D-циклосерином совместно с комбинацией тренировок, наоборот, не продемонстрировала никакого усиления эффекта от тренировок. По идее это вещество должно было улучшить как моторные, так и когнитивные функции за счет воздействия на гиппокамп.
В итоге авторы обзора делают вывод, что до сих пор эффективная комбинация фармакотерапии и тренировок, которая бы улучшала восстановление когнитивных функций, не обнаружена. Тем не менее все-таки некоторые комбинации доказали свою эффективность в восстановлении моторики после ишемического инсульта.
Так есть ли эффект?
Хотя остается еще много вопросов о влиянии аэробных тренировок на реабилитацию, анализ исследований, собранных в обзоре, позволяет заключить, воздействие есть и оно благотворное. По крайней мере не вредное.
В ряде статей выводы гласят, что нет четкой взаимосвязи между тренировками и когнитивными функциями, особенно после инсульта. Но весомая часть материалов говорит об обратном: анаэробные тренировки улучшают моторные навыки, налаживают координацию, поддерживают обратную связь с телом, а также благоприятно сказываются на памяти, внимании, способности к обучению и других когнитивных функциях.
Возможно, неоднозначность полученных выводов связана с тем, что пока отсутствует единая методология таких упражнений: их комплекс, время, периодизация и динамика. Разработка подобного протокола – ближайший фронт работ для специалистов в области реабилитации.
Текст: Дарья Тюльганова