Aërobe oefening en gewichtheffen hebben een positieve invloed op de hersenen - via verschillende mechanismen (2013)

Twee nieuwe experimenten, waarvan één met mensen en de andere dieren, suggereren dat regelmatige lichaamsbeweging het geheugen aanzienlijk kan verbeteren, hoewel verschillende soorten oefeningen de hersenen heel verschillend lijken te beïnvloeden. Het nieuws kan troost bieden voor de groeiende aantallen onder ons die in de leeftijdsgroep terechtkomen die het grootste risico loopt op cognitieve achteruitgang.

Dat was in de jaren negentig wetenschappers van het Salk Instituut voor Biologische Studies in La Jolla, Californië, ontdekte voor het eerst dat lichaamsbeweging de hersenen dikker maakt. In baanbrekende experimenten toonden ze aan dat muizen die toegang kregen tot loopwielen veel meer cellen produceerden in een deel van de hersenen dat de geheugencreatie regelt dan dieren die niet konden rennen. De geoefende dieren presteerden vervolgens beter op geheugentests dan hun zittende laboratoriumgenoten.

Sindsdien hebben wetenschappers gewerkt om precies te begrijpen hoe lichaamsbeweging op moleculair niveau het geheugen verbetert, en of alle soorten oefeningen, inclusief krachttraining, gunstig zijn.

De nieuwe onderzoeken bieden wat aanvullende en inspirerende duidelijkheid over deze kwesties, en overigens ook over hoe je laboratoriumratten kunt laten trainen met gewichten.

Voor de menselijke studie is gepubliceerd in The Journal of Aging Researchhebben wetenschappers van de Universiteit van British Columbia tientallen vrouwen in de leeftijd van 70 tot 80 jaar gerekruteerd die een milde cognitieve stoornis bleken te hebben, een aandoening die iemands geheugen en denken verwarder maakt dan op een bepaalde leeftijd zou worden verwacht.

Milde cognitieve stoornissen zijn ook een erkende risicofactor voor het vergroten van dementie. Senioren met de aandoening ontwikkelen de ziekte van Alzheimer in veel hogere mate dan mensen van dezelfde leeftijd met scherpere herinneringen.

Eerder had dezelfde groep onderzoekers ontdekt dat oudere vrouwen met milde cognitieve stoornissen na krachttraining hun associatieve geheugen verbeterden, of het vermogen om dingen in hun context te herinneren - bijvoorbeeld de naam van een vreemde en hoe je werd geïntroduceerd.

Nu wilden de wetenschappers kijken naar meer essentiële soorten geheugen, en ook naar duurtraining. Daarom lieten ze hun vrijwilligers willekeurig zes maanden lang onder toezicht oefenen. Sommige vrouwen trainden twee keer per week met gewichten. Anderen liepen stevig door. En sommigen sloegen, als controlemaatregel, de duuroefeningen over en gingen in plaats daarvan stretchen en strakker worden.

Aan het begin en het einde van de zes maanden voltooiden de vrouwen een reeks tests die bedoeld waren om hun verbale en ruimtelijke geheugen te bestuderen. Verbaal geheugen is onder andere je vermogen om woorden te onthouden, en ruimtelijk geheugen is je herinnering aan waar dingen ooit in de ruimte waren geplaatst. Beide verslechteren met de leeftijd, een verlies dat overdreven is bij mensen met milde cognitieve stoornissen.

En in dit onderzoek scoorden de vrouwen in de toninggroep na zes maanden slechter op de geheugentests dan aan het begin van het onderzoek. Hun cognitieve stoornissen waren groter geworden.

Maar de vrouwen die hadden geoefend, hetzij door te lopen of door krachttraining, presteerden na zes maanden beter op bijna alle cognitieve tests dan voorheen.

Er waren echter verschillen.

Hoewel beide oefengroepen bijna evenveel vooruitgang boekten bij tests van het ruimtelijk geheugen, vertoonden de vrouwen die hadden gelopen een grotere vooruitgang in het verbale geheugen dan de vrouwen die gewichten hadden getild.

Wat deze bevindingen suggereren, concluderen de auteurs, is dat duurtraining en krachttraining verschillende fysiologische effecten in de hersenen kunnen hebben en verbeteringen in verschillende soorten geheugen kunnen veroorzaken.

Dat idee komt mooi overeen met de resultaten van de ander recent onderzoek naar lichaamsbeweging en geheugen, waarin laboratoriumratten op wielen renden of, voor zover mogelijk, gewichten optilden. Concreet plakten de onderzoekers gewichten op de staarten van de dieren en lieten ze herhaaldelijk kleine ladders beklimmen om weerstandstraining te simuleren.

Na zes weken scoorden de dieren in beide oefengroepen beter op geheugentests dan vóór de training. Maar het was onthullend wat er in hun lichaam en hersenen gebeurde. De wetenschappers ontdekten dat de hersenen van de hardlopers verhoogde niveaus vertoonden van een eiwit dat bekend staat als BDNF, of van de hersenen afgeleide neurotrofe factor, waarvan bekend is dat het de gezondheid van bestaande neuronen ondersteunt en de aanmaak van nieuwe hersencellen stimuleert. De hersenen van de gewichtstrainers van ratten vertoonden geen verhoogde niveaus van BDNF.

De staarttrainers hadden echter aanzienlijk hogere niveaus van een ander eiwit, de insulineachtige groeifactor, in hun hersenen en bloed dan de hardlopers. Ook deze stof bevordert de celdeling en groei en helpt hoogstwaarschijnlijk kwetsbare pasgeboren neuronen om te overleven.

Wat al dit nieuwe onderzoek suggereert, zegt Teresa Liu-Ambrose, universitair hoofddocent aan het Brain Research Center van de Universiteit van British Columbia, die toezicht hield op de experimenten met oudere vrouwen, is dat het voor de meest robuuste hersengezondheid waarschijnlijk raadzaam is om zowel aërobe als weerstandstraining. Het lijkt erop dat elk type oefening ‘selectief verschillende aspecten van cognitie aanpakt’, zegt ze, waarschijnlijk door het vrijkomen van verschillende eiwitten in het lichaam en de hersenen te stimuleren.

Maar, vervolgt ze, je hoeft je geen zorgen te maken als je ervoor kiest je uitsluitend te concentreren op aërobe of weerstandstraining, tenminste als het gaat om geheugenverbeteringen. De verschillen in de effecten van elk type oefening waren subtiel, zegt ze, terwijl de effecten van lichaamsbeweging – welke oefening dan ook – op de algehele cognitieve functie diepgaand waren.

'Toen we met deze experimenten begonnen', zegt ze, 'dachten de meesten van ons dat we in het beste geval minder achteruitgang zouden zien in de geheugenfunctie onder de vrijwilligers die trainden, wat nog steeds een succes zou zijn geweest. Maar naast het alleen maar tegengaan van het geheugenverlies van mensen, zegt ze, 'zagen we ook daadwerkelijke verbeteringen', een uitkomst die, als je twijfelt over sporten vandaag de dag, de moeite waard is om te onthouden.