Обнаружен скрытый механизм: физические упражнения не просто укрепляют сердце — они перестраивают его нервную систему

Физическая активность не просто укрепляет сердечную мышцу. Оказывается, регулярные тренировки способны изменять саму структуру нервных клеток, управляющих работой сердца. Причём эти изменения происходят совершенно по-разному с правой и левой сторон тела. К такому неожиданному выводу пришли исследователи из Бристольского университета в Великобритании.

Открытие может оказаться важным для лечения аритмии, стенокардии и синдрома «разбитого сердца». Однако пока результаты получены только в экспериментах на крысах, поэтому учёным ещё предстоит выяснить, происходят ли аналогичные изменения у людей.

Чтобы понять значение этого открытия, нужно разобраться, как нервная система управляет сердцем. За его работу частично отвечает вегетативная нервная система, которая автоматически регулирует жизненно важные процессы, включая сердцебиение, дыхание и пищеварение. Когда организму требуется больше кислорода, например во время тренировки или стресса, одна из её ветвей посылает сердцу сигналы, заставляющие его сокращаться быстрее.

Важную роль в этом процессе играют звёздчатые нервные узлы — небольшие скопления нервных клеток, расположенные по обе стороны нижней части шеи и верхней части грудной клетки. Они передают сигналы, влияющие на частоту сердечных сокращений и другие функции сердца.

Именно эти нервные узлы привлекли внимание исследователей. Учёные решили проверить, может ли регулярная физическая активность изменять не только работу нервной системы, но и строение её клеток.

Для этого крысы в течение десяти недель проходили умеренные аэробные тренировки. К подобным нагрузкам у человека относятся быстрая ходьба, плавание и езда на велосипеде — занятия, во время которых учащаются сердцебиение и дыхание.

После завершения тренировочной программы исследователи изучили нервные клетки с помощью стереологии — метода трёхмерного анализа тканей, позволяющего оценивать количество, размеры и распределение клеток.

Результаты оказались неожиданными. У тренировавшихся крыс в правом нервном узле, участвующем в регуляции работы сердца и сосудов, оказалось примерно в четыре раза больше нейронов, чем в левом. У животных, не проходивших тренировки, такого соотношения не наблюдалось.

Но различия не ограничились количеством нервных клеток. Их размеры тоже изменились, причём в противоположных направлениях: нейроны слева увеличились почти вдвое, тогда как справа стали немного меньше.

Таким образом, физические нагрузки не просто воздействуют на нервную систему, управляющую сердцем, а вызывают выраженные структурные изменения, характер которых зависит от стороны тела.

Ведущий автор исследования доктор Аугусто Коппи, старший преподаватель ветеринарной анатомии Бристольского университета, сравнил звёздчатые нервные узлы с регулятором мощности сердца.

По его словам, учёным удалось обнаружить ранее неизвестную закономерность в работе своеобразного «автопилота» организма. Регулярные умеренные тренировки перестраивают этот механизм по-разному справа и слева.

«Это может помочь объяснить, почему некоторые методы лечения лучше работают при воздействии с одной стороны, чем с другой, а в будущем позволит врачам применять терапию точнее и эффективнее», — отметил Коппи.

Особый интерес открытие представляет для лечения заболеваний, связанных с чрезмерной активностью нервных путей, управляющих сердцем.

Например, при аритмии сердце может сокращаться слишком быстро, слишком медленно или нерегулярно. Стенокардия обычно проявляется болью или дискомфортом в груди из-за недостаточного притока крови к сердечной мышце.

Ещё одно состояние — синдром «разбитого сердца». Он сопровождается внезапным ослаблением сердечной мышцы и нередко возникает после сильного эмоционального потрясения или физического стресса.

В некоторых случаях для лечения подобных нарушений врачи стараются уменьшить интенсивность нервных сигналов, поступающих к сердцу. Один из способов — блокада звёздчатого нервного узла, временно прерывающая передачу сигналов. Другой — денервация, при которой нарушается проведение импульсов по определённым нервным путям.

Если выяснится, что правый и левый нервные узлы по-разному влияют на работу сердца, врачи смогут точнее определять, с какой стороны следует проводить вмешательство для достижения наилучшего результата.

Однако исследователи подчёркивают, что до применения открытия в медицинской практике ещё далеко. Хотя изменения в строении нервных клеток оказались значительными, пока неизвестно, как именно они отражаются на работе сердца.

Следующим этапом станет изучение того, влияют ли обнаруженные различия между правым и левым нервными узлами на сердечную деятельность в состоянии покоя и во время физических нагрузок.

Учёные также намерены проверить, наблюдаются ли аналогичные закономерности у других животных, а впоследствии — у человека. Для исследований с участием людей они надеются использовать неинвазивные показатели, позволяющие оценивать активность нервной системы без хирургического вмешательства и забора тканей.

Если обнаруженная асимметрия подтвердится у людей, она может стать основой для более индивидуального подхода к лечению нарушений сердечного ритма, трудно поддающейся терапии стенокардии и синдрома «разбитого сердца».

«Понимание различий между правой и левой сторонами может помочь нам подбирать индивидуальное лечение нарушений сердечного ритма и стенокардии. Теперь нам необходимо выяснить, как структурные изменения связаны с функциями нервной системы и встречаются ли подобные закономерности у более крупных животных и людей», — пояснил Коппи.

В исследовании также участвовали специалисты Университетского колледжа Лондона, Университета Сан-Паулу и Федерального университета Сан-Паулу. Результаты опубликованы в научном журнале Autonomic Neuroscience.

Главный вывод работы заключается в том, что адаптация организма к физическим нагрузкам может происходить гораздо глубже, чем предполагалось: тренировки изменяют не только сердечную мышцу, но и строение нервных структур, которые управляют её деятельностью. Теперь учёным предстоит установить, какие последствия имеет такая перестройка и можно ли использовать эти знания для лечения сердечных заболеваний.