Тренування та BDNF: як фізичне навантаження підтримує пластичність мозку

Що таке BDNF і чому він важливий для мозку

BDNF (brain-derived neurotrophic factor) — нейротрофний фактор мозку — білок із сімейства нейротрофінів, який підтримує виживання нейронів, забезпечує синаптичну пластичність і стимулює нейрогенез у гіпокампі. Гіпокамп — структура, відповідальна за формування епізодичної та просторової пам'яті.

BDNF діє як молекулярний посередник між фізичною активністю та функцією мозку. Під час навантаження працюючі м'язи виділяють іризин та інші міокіни, які перетинають гематоенцефалічний бар'єр і стимулюють синтез BDNF у гіпокампі. Паралельно зростає мозковий кровоток, покращуючи постачання кисню та поживних речовин до нейронів.

Зниження рівня BDNF у плазмі спостерігається при хворобі Альцгеймера, депресії та шизофренії. Це робить BDNF одним із найбільш досліджуваних біомаркерів нейропластичності, хоча причинно-наслідкові зв'язки між його рівнем і клінічними результатами залишаються предметом досліджень.

Тренування та гіпокамп: дані РКД

Ключовим доказом того, що тренування змінюють структуру мозку, залишається робота Erickson et al., опублікована в PNAS 2011 року. Дослідники рандомізували 120 літніх учасників (середній вік 67 років, без деменції) на рік аеробних тренувань (ходьба, 3 рази на тиждень, з поступовим підвищенням інтенсивності до помірної) або на розтяжку та тонізуючі вправи.

Результат через 12 місяців:

• Об'єм лівого гіпокампа зріс на 2.12% у тренувальній групі — і знизився на 1.4% у контрольній.
• Об'єм правого гіпокампа зріс на 1.97% у тренувальній групі — проти зниження на 1.4% у контрольній.
• Рівень BDNF у сироватці значимо зріс у тренувальній групі.
• Просторова пам'ять (завдання на запам'ятовування точок) покращилась у тренувальній групі.

Зв'язок між зростанням об'єму гіпокампа і зростанням BDNF був статистично значимим. Автори інтерпретували це як підтвердження ролі BDNF у медіації структурних змін мозку при аеробних навантаженнях. Це РКД з МРТ-результатами у літніх людей — одне з найцитованіших у нейробіології вправ.

Мета-аналізи BDNF: який вид тренувань ефективніший?

Мета-аналіз Karimian et al. (Brain Sciences, 2025), що включав 19 рандомізованих контрольованих досліджень із сумарно 850 учасниками (443 у групах втручання, 407 у контрольних), оцінив вплив регулярних тренувань на периферичний BDNF у неврологічних і загальних популяціях.

Сумарний ефект: SMD = 1.03 (95% ДІ 0.56–1.49, p < 0.0001) — великий за критеріями Cohen. Рейтинг типів навантажень за величиною ефекту:

• Силові тренування: SMD = 1.57 (95% ДІ 0.91–2.23)
• Аеробні навантаження: SMD = 1.44 (95% ДІ 0.36–2.52)
• Комбіновані протоколи: SMD = 0.55 (95% ДІ 0.21–0.89)

За термінами: найбільший приріст BDNF спостерігався при втручаннях тривалістю 8–12 тижнів (SMD = 1.42, 95% ДІ 0.84–2.00). Програми понад 12 тижнів давали менший ефект (SMD = 0.68), що автори пов'язують із адаптацією рецепторів. Якість доказів за системою GRADE оцінена як низька — через високу гетерогенність вибірок і відмінності в протоколах вимірювання BDNF.

Аеробні навантаження у літніх: яка інтенсивність ефективніша?

Окремий мережевий мета-аналіз Zhu et al. (Frontiers in Aging Neuroscience, 2025), що включав 17 РКД із 900 літніми учасниками (середній вік 69 років), порівняв три модальності аеробних вправ: ходьбу, біг і велосипед.

Сумарний ефект на рівень BDNF: SMD = 0.62 (95% ДІ 0.06–1.18, p = 0.03) — середній. Найефективнішим протоколом за результатами мережевого аналізу (SUCRA 99.9%) виявилась ходьба низької інтенсивності короткої тривалості. Ходьба помірної інтенсивності посіла друге місце (SUCRA 83.7%). Висококінтенсивні тривалі протоколи поступалися за впливом на BDNF у цій віковій групі.

Помірний вихідний рівень BDNF передбачає сильнішу відповідь на тренування (β = −0.0395, p = 0.026) — тобто люди з нижчою базою мають більший потенціал зростання. Вік також позитивно передбачав відповідь на втручання (β = 0.0298, p = 0.026).

Застереження: що дані не дозволяють стверджувати

Периферичний BDNF (у плазмі або сироватці) — непрямий вимір центрального BDNF у мозку. Обидва показники корелюють, але не тотожні. Більшість клінічних мета-аналізів працюють із периферичним BDNF як сурогатним маркером. Переведення «BDNF зріс на X pg/mL» у «пам'ять покращилась» потребує окремих РКД із когнітивними результатами — їх менше і вони різнорідніші.

Крім того, частина змін BDNF, описаних у мета-аналізах, походить із клінічних вибірок (нейродегенеративні захворювання, депресія, цукровий діабет 2 типу). Перенесення величини SMD на здорових людей середнього віку — припущення, яке самі автори визначають як джерело гетерогенності.