Když se mluví o síle a vytrvalosti, lidem na mysli jako první často vyvstane schopnost uzvednout těžší činku či vyběhnutí schodů bez zadýchání. Nejnovější výzkum však naznačuje, že k ničemu z toho nedojde, pokud se jako první nezmění mozek.

U myší, které běhaly „na páse“, byla pozorována vyšší aktivita buněk v hypotalamu. Když jim byly po cvičení tyto buňky zablokovány, myši po tréninku nezlepšily svoji vytrvalost. Z toho plyne, že tělo se při udržování kondice spoléhá na signály z mozku..

Fyzická aktivita trénuje tělo, aby se přizpůsobilo zvýšeným nárokům. Rozhýbává a buduje svaly, díky čemuž se postupem času zvyšuje síla i vytrvalost a systémy, které v těle regulují energii, se stávají efektivnějšími.

„Mozek se ale také mění cvičením,“ upozorňuje J. Nicholas Betley, neurovědec z Pensylvánské univerzity ve Filadelfii. Při experimentech s myšmi, běhajícími na speciálních běžeckých pásech či v kolečkách, Betley spolu se svými spolupracovníky zjistil, že zvířatům nerostou jen svaly, ale vytvářejí se jim i nová spojení mezi nervovými buňkami v mozku.

„Cvičíte, vaše svaly se posilují, vaše plíce se posilují, vaše srdce se posiluje a váš mozek se také posiluje, a to je důsledek cvičení,“ vysvětluje Betley. Co ale vědce překvapilo, byla aktivita mozku myší během samotného cvičení.

„V celém mozku, zejména v hypotalamu, u nich docházelo během cvičení k obrovské aktivitě,“ říká Betley. Hypotalamus je přitom oblastí mozku odpovědnou za regulaci homeostázy, tedy za udržování stabilního vnitřního prostředí v těle.

Zvýšené fyzické aktivitě se mozek přizpůsobí

Obzvláště zvýšená aktivita byla pozorována ve ventromediální části hypotalamu (VMH), oblasti hluboko ve středu mozku, považované za centrum sytosti. Ta sehrává důležitou roli v metabolismu a využívání energie, kdy řídí funkce jako je tělesná teplota, hlad a žízeň.

Protože vytrvalost závisí na tom, jak tělo hospodaří s „palivem“ a vypořádává se s námahou, Betley a jeho kolegové si uvědomili, že VMH zřejmě nejenže reaguje na cvičení, ale také pomáhat řídit schopnost těla se mu přizpůsobit.

Myši na běhacích pásech vykazovaly po jediném cvičení zvýšenou expresi růstových hormonů v buňkách VMH, zejména těch, které exprimují protein SF-1. Tyto neurony jsou klíčové pro regulaci energetické rovnováhy v těle.

SF-1 neurony přijímají signály o tom, kolik energie tělo má, kolik jí přijímá a kolik jí potřebuje. Například hormon leptin informuje o množství tukových zásob, zatímco inzulin odráží aktuální energetický stav a příjem potravy.

Zároveň SF-1 neurony řídí energetický výdej – když jsou aktivní, tělo spaluje více energie.

VMH se adaptuje na zátěž jako sval

Po osmi dnech cvičení VMH u myší aktivovala více neuronů SF-1, které byly aktivnější a navíc tvořily další synaptické trny – drobné výběžky na dendritech, které zlepšují komunikaci mezi mozkovými buňkami.

Čím více myši trénovaly, tím více se jejich VMH adaptoval, takže byl jejich mozek efektivnější při řízení tělesné energie, což myším umožnilo běžet déle a uběhnout více. Aby otestovali, zda tyto neurony skutečně reagují na cvičení, vědci selektivně u myší SF-1 buňky umlčeli.

Výsledkem bylo, že myši dosahovaly menších pokroků. Nemohly běžet tak daleko, ani tak rychle jako zvířata s normální signalizací SF-1.

Otázkou zůstávalo, zda běhání u myší nemělo na mozek takové účinky z důvodu, že jej vnímaly jako extrémní stres – útěk před predátorem. Betley a jeho kolegové proto zopakovali experiment, tentokráte ale myši měly k dispozici kolečka, ve kterých běhaly jen, když chtěly.

Výsledky však byly obdobné, i u těchto myší zablokování SF-1 buněk vedlo ke snížení vytrvalosti a benefitů z fyzické aktivity. „Jako druh jsou myši velmi špatným modelem pro kontrolu lidské energie,“ upozorňuje Alan Watts, neurovědec z University of Southern California v Los Angeles.

Lidé proto podle něj sami budou muset stoupnout na běžecké pásy, aby se zjistilo, zda má cvičení stejně blahodárné účinky i na jejich mozky.

Více se dočtete v časopise 21. století číslo 5/2026, které vyšlo 16. dubna.

Zdroj: National Geographic