Fyra vägar till bättre hjärnhälsa

Ett av de största upptäckterna inom hjärnforskningen under de senaste åren är att hjärnan kan fortsätta att växa oavsett hur gammal man är. Denna inneboende anpassningsförmåga finns särskilt i de delar av hjärnan som är viktiga för minne, uppmärksamhet och problemlösning. När hjärnan växer blir den tjockare, tätare och större. Tillväxten är som störst i hippocampus, men hela hjärnan kan stärkas med nya synapser, bredare kommunikationskanaler och nya blodkärl.

En vanlig hjärna börjar tunnas ut så sakta redan i 50-årsåldern. Denna långsamma hjärndöd går fortast i hippocampus. Hippocampus ordnar inkommande information och bestämmer vad som ska lagras. Man skulle kunna likna hippocampus vid att gå till brevlådan och titta på inkommande post. Den sparar det vi tycker är viktigt, som räkningar och brev från vänner, och kastar det som vi tycker är oviktigt, som reklam. På samma sätt ser hippocampus till att spara det som vi av någon anledning uppmärksammar, medan det som inte gör något intryck sorteras bort, förmodligen i drömmarnas villervalla.

Myelin som isolerar nervsignalen. Bild Wikipedia.

När hjärnan krymper är det de delar som utvecklades sist – som hippocampus – som krymper först. När en hjärna utvecklas, ser en typ av gliaceller till att signalerna mellan hjärnceller går fortare och säkrare genom att de lindar sig runt som isolering längs hjärncellens kabelliknande utskott (axon). Denna process kallas myelinisering. Myelin är vitt och de isolerade informationsvägarna i hjärnan kallas därför för den vita substansen. Hippocampus myeliniseras ganska sent och det är också det enda området i hjärnan som aldrig fullt ut myeliniseras, vilket tvingar neuronerna där att jobba hårdare när de skickar signaler till andra delar av hjärnan och de åldras därmed fortare. De myeliniserade delarna av hippocampus vittrar bort i en takt med 0.5 % per år efter 50. Det är därför som minnet börjar svikta först av alla hjärnfunktioner.

Löpning ger BDNF och hjärnceller
I en banbrytande studie från 1997 kunde forskarna visa att möss som lever i en stimulerande miljö där de kan springa och umgås med andra möss, hade fler nervceller i hippocampus än möss som levde ensamma i trista burar. Det berodde framför allt på att det bildades fler hjärnceller och att dessa hjärnceller fick en uppgift och överlevde hos de aktiva mössen. De aktiva mössen hade även mer BDNF i hjärnan. BDNF är ett slags hjärngödsel. Ett flertal studier visar på en stark koppling mellan aerob träning och ökning av BDNF.

BDNF

På senare tid har det kommit flera studier på människor. I en studie från 2011 delade man upp 120 otränade äldre personer i två grupper: en aerobisk grupp som promenerade 3 gånger i veckan och en grupp som stretchade. Efter 6 månader kunde man se att hippocampus vuxit med hela 2 % i den aerobiska gruppen, medan stretchgruppen i snitt förlorat 1,4 % av sin hippocampus. Den aerobiska gruppen hade alltså återtagit 4 år av normalt åldrande i hippocampus. I olika tester kunde man också se att minnet förbättrades och att mängden BDNF påverkade tillväxten av hippocampus.

Löpning är bäst
Promenader är bra, men nya studier visar att det är ännu bättre att springa långt. Löpning verkar också vara bättre för hjärnan än styrketräning. I en ny studie har man nämligen för första gången jämfört de neurologiska effekterna av olika typer av träning: Löpning, styrketräning och intervallträning.

Tidigare studier av träningens effekt på hjärnan har fokuserat på löpning. Råttor gillar att springa, det är svårare att få dem att lyfta vikter. I den nya studien samlade forskarna en stor grupp manliga råttor som delades in i fyra grupper: en grupp som fick köra styrketräning (vikter på svansen medan de klättrade!), en grupp som sprang långt i löphjul, en grupp som körde intervaller 3×3 minuter på löpband och en grupp stillasittande möss som kontrollgrupp.

Efter sju veckor undersökte forskarna mössens hjärnor. Det visade sig att de möss som sprang i löphjul hade en stor mängd nya hjärnceller, många fler än i den sittande kontrollgruppen. Ju längre de hade sprungit, desto fler nya hjärnceller hade de. De möss som sprungit intensiva intervaller hade fler nya hjärnceller än de stillasittande, men mycket färre jämfört med de löpande mössen. Slutligen visade det sig att mössen som lyft vikter hade ungefär samma hjärnvolym som de stillasittande mössen.

Löpning och skidor är bra
Möss är inte människor, men studien indikerar att lågintensiv konditionsträning kan vara mest fördelaktigt för en god hjärnhälsa även hos människor. Forskarna tror att det beror på att löpning ökar mängden BDNF.

Andra studier har visat att styrketräning är viktigt för kropp och hjärna, men det tycks inte påverka hjärnans tillväxt. Studien visar också att man ska vara försiktig med intervaller. De stressar hjärnan, och stress kan kopplas till kortisol och sämre tillväxt i hippocampus. Kör man enbart intervaller, kanske man ska fundera ett varv till och tänka på återhämtningen. Att köra 20 % av träningen som intervaller tror jag är ett mer hälsosamt upplägg och kanske bör man köra färre procent  än så under uppbyggnadstiden. Allt beror förstås på syftet. Mitt eget syfte med träning är först och främst en god hjärnhälsa.

Martin Lundström 97 år (guld i OS 1948). En studie visade att han var en klass för sig jämfört med andra idrottare. Som 91-åring hade han en beräknad maratontid på 4,10.

Just nu åker jag mycket skidor, och jag tror att skidor ger en perfekt kombination av styrka, intervaller (lugnt nedför och hårt uppför) och kondition. Man ser ofta pigga 80-åringar i spåret. Jag hoppas jag blir en sån. Det hänger till viss del på mig själv, resten hänger på slumpen.

Vad betyder det att man ska göra sitt eget lopp? Betyder det att vi ska försöka springa i vårt eget tempo? I så fall borde löpare vara jämnt utspridda längs löparbanan; i själva verket klumpar vi ihop oss och påverkar och anpassar oss till varandra. Det är snarare så att vi väljer en klunga med rätt tempo att springa i. Åtminstone i lopp där det finns tillräckligt mycket löpare för att det ska bildas klasar av löpare som hänger ihop. Varför gör vi det och hur bör vi springa i klungor? En ny studie kanske kan ge viss vägledning.

I studien delades löpare in i olika kategorier, beroende på om löparen springer med samma klunga under hela tävlingen, stannar med en klunga halvvägs genom loppet och sedan flyttar sig fram och tillbaka mellan dem eller springer helt själv.

Det visade sig att man bör springa med i en klunga så länge det är rätt klunga, jämfört med att följa en klunga som är för snabb eller att springa själv. Detta verkar som sunt förnuft. Det betyder att det är rätt att göra en medveten satsning att hitta löpare att springa med ifall man springer själv eller befinner sig i fel klunga.

Om du känner dig starkare än de andra löparna i klungan, spring i kapp en ny klunga. Undvik att hamna i ett ingenmansland. Omvänt, om du har svårt att hänga med i klungan, sakta ner och förbered dig mentalt för att haka på nästa klunga som kommer efter dig.

Alla vet att i cykling vinner klungan över individen. Det gäller även löpning, fast inte i samma grad. Klungan gör det lättare att hålla tempot och ger mental styrka, men inte lika mycket skydd mot luftmotstånd som cykling. Det finns andra skillnader. Löpare brukar t ex inte raka benen, vilket en överraskande studie för något år sedan visade gav cyklister flera minuter snabbare tid. Löpare tjänar också på att raka benen, men det rör sig sannolikt bara om sekunder.

Hjärta och klungor
När du har hittat rätt klunga, försök lägga dig någon meter bakom någon annan. Att springa i täten ger mycket luftmotstånd, ännu mer motstånd får man om man springer bredvid någon och puttar undan luftmolyler tillsammans. Cirka två procent av all energi går åt till att övervinna luftmotståndet och mer under blåsiga dagar. För att undvika att alla springer bakom, är det viktigt att växla ledare. Ungefär som ett fågelsträck skär genom luften tillsammans för klungans bästa.

När vi gör något tillsammans, frigörs endorfiner, vilket lindrar olika former av smärta och får oss att känna oss väl till mods. Det gäller även löpning tillsammans. I en studie från 2009 testade tolv män sin smärtkänslighet vid två olika tillfällen: en gång efter 45 minuter rodd och en gång efter 45 minuter rodd tillsammans med andra roddare. De kände mycket mindre smärta när de rodde tillsammans med andra, förmodligen för att det frigjordes endorfiner. Att träna och springa tillsammans, gör således att man orkar lite mer eftersom känslan av ansträngning minskar.

Man blir även en aning distraherad och då känns det lättare. Ju närmare mål, desto mer kan man dessutom pressa sig i en spurt när medlöparna i klungan blir konkurrenter.

Glada endorfiner
Endorfiner frigörs som svar på stress och smärta och bidrar till runners high. I likhet med morfin, fungerar endorfiner som ett smärtstillande och lugnande medel och minskar vår upplevelse av smärta.

Förutom motion, är skratt ett av de enklaste sätten att framkalla endorfiner på. Endorfiner är på sätt och vis skrattets och löpningens hormon.

Den musiksatta filmen ovan sägs visa motorproteinet myosin (kinesin?) som bär en säck endorfiner längs en väg av proteiner från det inre av nervcellen till synapsklyftan, där endorfinerna sedan sprids ut och producerar lyckokänslor. Det är så cellerna fraktar ämnen fram och tillbaka. Oavsett om det är myosin eller kinesin visar filmen att cellerna uppfann tvåbent gång långt före oss människor (fast gången liknar mest en tillbakalutad fyllevandring längs kajen). Varje steg kickas igång av en molekyl ATP. Det sker miljontals gånger i varje cell, varje sekund. Det är bl a därför vi behöver omsätta ca 70 kg ATP i mitokondrierna varje dag.

Efter viss tvekan åkte jag Medelpad Classic Ski idag. Jag har inte åkt så mycket skidor de två senaste åren, men det var bra väder och jag är i ganska god form i övrigt. Dessutom är det ett fint lopp genom en vacker dalgång. 

Jag anmälde mig på plats. In i det sista funderade och tvekade jag mellan 20 och 40 km. Valet föll till slut på 40 km. Några kompisar skulle åka 40 km och det är ju alltid kul med sällskap. Jag åkte Medelpad Classic 2013, men då bara 20 km. 

Jag tog bussen till starten. Vi var där nästan två timmar före start. Jag hade glömt understället och blev ganska kall, men jag tänkte att man brukar bli varm i skidspåret. 

Strax före start fick vi veta att banan – som dragits om p g a snöbrist – var 3 kilometer längre, alltså 43 km. Precis vad man inte vill höra före en start. Vi lyssnade på den lokala kyrkokören och sedan drog vi iväg. Skidorna släppte redan i första backen. Just då kändes det tungt och den första halvan var jobbig, sedan kom jag igång bättre och jag tror jag körde andra halvan snabbare. De sista 7-8 kilometerna är en lång staksträcka. Armarna var inte vana att staka i över två timmar och det värkte ganska mycket i händer och axlar, men det var skönt att slippa bakhala uppförslöpor på slutet.

Stavtag för stavtag drog jag målet i Bergeforsen närmare mig. Det var som om jag stod stilla och drev jordklotet runt sin egen axel med mina stavtag. Man skulle kunna se det så i ett relativt universum. Allting är ju relativt, sa Einstein. Och han har ju oftast fått rätt när det gäller stora saker som universum. 

Stjärnaska
Förra veckan nåddes vi av nyheten att forskare hade hittat Einsteins gravitationsvågor. Forskarna hade lycktas upptäcka en våg från en kollision mellan två svarta hål som ägde rum för 1,3 miljard år sedan och som tryckte samman jordklotet och oss andra med en hundratusendels miljarddels meter. Einstein förutspådde vågorna för 100 år sedan, men trodde de var för små för att någonsin upptäckas. 

För att se långt bort och därmed långt tillbaka i tiden, krävs en stark signal som bär informationen. Den starkaste signalen alla kategorier torde vara Big bang och upptäckten av gravitationsvågor betyder att man kanske kan ”se” (i metaforisk betydelse ) denna ursmäll som skapat allt från galaxer och pyramider till Mahatma Gandhi och denna text. 

All materia skapades från något som var mindre än en atom, sedan expanderade rummet flera gånger snabbare än ljushastigheten på bråkdelen av en sekund. En oändligt lång tid senare formades materia till allt tyngre atomer i det innersta av ett oräkneligt antal stjärnor. Dessa atomer gled runt i universum under miljarder år, drogs sedan samman av gravitation, kärnenergi och evolution och formade hjärnor som gjort universum medvetet om sig självt. Om inte universum skapat hjärnor, hade det inte funnits färger, ljud, lukter, utan bara ett ljudlöst kaos av tomrum och materia. 

När en stjärna brunnit upp återstår järn. Tyngre grundämnen än järn – som guldet i min guldtand – kräver energi från gigantiska explosioner, så kallade supernovor. Järn är stjärnaska. Det rinner stjärnaska som är över fem miljarder år i mitt blod. Det är denna röda stjärnaska, fastklämd av proteiner, som griper tag i syreatomer – som också skapats i stjärnor som dog för flera miljarder år sedan – som bidrar till att jag orkar åka 43 km skidor.

Tja, det var askplock av de tankar min hjärna kastade runt i skallen medan jag stakade mot mål på en liten planet i ett solsystem som virvlar runt i utkanten av en galax i ett oändligt universum.

Tiden blev 2 timmar och 54 minuter och jag höll en snitthastighet på 4:10/km. Jag väntade huttrande in några kompisar och sedan tog jag bilen hem till en värmande bastu och en stor kopp varm choklad med grädde 🙂

För drygt två år sedan skrev jag om fettförbränning och fysik. Några missuppfattade artikeln och trodde att man kunde tappa vikt genom att hyperventilera; andra hävdade att fett omvandlas till energi. Bantningsbranschen är dessutom ett myller av charlataner och pseudovetenskap. Vad kan man veta egentligen? Kanske detta inlägg kan bringa viss klarhet om fettförbränning, fysik, kol och kalorier. 

Naturlagarna styr
Vi lever i ett visuellt samhälle. Media sprider bilder och vi kopplar omedvetet samman lyckad och smart med smal och vältränad. Det gör vårt utseende allt viktigare. Hur vi ser ut på bild, är – tror många – viktigare än det vi är. Man upplever att man befinner sig 10, 20 eller 30 kilo från sitt sanna jag och evig lycka. Det är lätt att förföras av förenklade budskap och många tjänar stora pengar på alla som vill gå ner i vikt.

Vi lever i ett visuellt samhälle. Det var bökigare före instagram och facebook.

För att inte bli lurad och för att ha realistiska förväntningar på vad som är möjligt, är det viktigt att ha grundläggande kunskaper i naturvetenskap. I första hand fysik, men också kemi och biologi. Det är naturlagar och grundläggande principer som styr vad som är möjligt och omöjligt för både kometer och människor.

Ett grundläggande faktum är att materia eller energi varken kan skapas eller förstöras. Eftersom fett är materia, kan fettet inte försvinna eller omvandlas till energi, utan endast omvandlas till andra former av materia. Först därefter kan fettet lämna kroppen.

Några missuppfattningar
En vanlig missuppfattning är att fettet försvinner i toaletten, men det rör sig om restprodukter från materia som kommit in genom munnen som ”försvinner” den vägen. Man kan tänka sig mag- och tarmkanalen som en slang genom kroppen – något som kommer ut ur den ena änden måste ha kommit in från den andra änden. Slangens insida är – precis som huden – kroppens utsida.

Bilden till vänster visar min kropp i genomskärning och att mag- och tarmkanalen kan ses som kroppens utsida. Man kan likna kroppen vid munkar staplade på varandra med ett hål – mag- och tarmkanalen – rakt igenom.

En annan vanlig missuppfattning är att vi svettas ut fettet. Men svett är bara salt och vatten. Det är också många som tror att viktminskning kan förklaras med att fett förvandlas till energi. Enligt Einsteins formel e=mc2 handlar det om miljondels gram som försvinner på detta sätt.

Då återstår bara en väg att få ut fettet ur kroppen – näsan och munnen. Vi andas ut fettet. Vi tappar vikt genom att andas. 

Fett består av atomer
Fett består av väte, kol och lite syre. Vart tar dessa atomer vägen? Det mesta är kolväte (CH2) med atommassan 14 (kol har atommassan 12 och väte 1, CH2 blir alltså 12+2). Väteatomerna bildar vatten (H2O) ihop med syre. Eftersom kroppen alltid behöver vatten, så kan man anta att 2/12 av fettet (väteatomerna) ”försvinner” den vägen. Den stora fettmassan är uppbyggd av kol som utgör 12/14-delar av fettmassan, som måste ut ur kroppen. Det sker i form av koldioxid. När vi springer, andas vi in mer syre och pustar ut mer kol. Om vi äter 12 gram kol förbränns de tillsammans med 2 syreatomer och andas ut som 44 gram koldioxid.

Allting vi ser består av atomer.

Det betyder att vi bara kan tappa fett genom att äta mindre kol och/eller förbruka mer kol. Kol in och kol ut. Det är den naturvetenskapliga grunden för viktminskning. Men säger det så mycket? Det beskriver ju bara hur, inte varför. Det är ungefär som att säga att det fotbollslag som gör flest mål vinner.

Varför är det så svårt att gå ner i vikt?
Vatten innehåller inget kol, inga kalorier. Enligt fysikens lagar krävs det en kcal för att värma upp en liter vatten en grad, alltså kostar det kroppen 37 kcal att värma upp en liter iskallt vatten till kroppstemperaturen 37 grader. En vuxen man behöver ca 2500 kcal under en dag. Betyder det att man kan nollställa kaloriekvationen genom att dricka 2500/37=67 liter iskallt vatten? Svaret är förstås nej. Det är oerhört svårt att tappa vikt oavsett om vi dricker ett glas vatten, bantar eller springer en timme. Det finns tabeller som visar hur mycket man tappar om man gör det ena eller det andra. En timmes löpning förbrukar ca 600 kcal, ett gram fett motsvarar 9 kcal. Det betyder att en timmes löpning bränner 600/9=67 gram fett. Ändå är fettmassan runt magen i stort sett konstant. Varför?

Termodynamiken är ett otvetydigt och korrekt sätt att beskriva hur fettet lämnar kroppen. Frågan varför är svårare. Vi finns för att våra kroppar är ett komplext och robust biofysiskt system som under årmiljoner utvecklats för att samla in energi från omvärlden och för att upprätthålla en inre jämvikt. Detta styrs via olika typer av återkoppling.

Den mat vi äter används för att skapa energi i form av ATP, som sedan driver kroppens olika proteiner. Om vi äter för mycket energi i förhållande till vad vi förbrukar, börjar kroppen lagra undan denna överskottsenergi i fettceller. När vi äter för lite energi i förhållande till vad vi förbrukar, exempelvis under fasta, då skapas nödvändigt ATP från dessa fettlager.

I fettcellerna finns det ett hormon som kallas leptin som skickar ett meddelande till hjärnan som lyder ”jag är nöjd”. Från magen skickas ett annat hormon – ghrelin – som säger ”jag är hungrig”. Det är två av flera hormoner som reglerar aptit och hunger. Hjärnan kalibrerar dessa meddelanden och ställer in balansen mellan dem. Så om jag dricker kallt vatten eller springer 10 km om dagen, vilket leder till att jag förbrukar mer energi än jag stoppar i mig, då minskar mängden fett vilket i sin tur ger minskad signaltrafik från leptin i fettvävnaden. Det tolkar hjärnan som en avvikelse från jämvikt, och ser till att vi återställer balansen genom att få oss att röra oss lite mindre eller äta lite mer. Vi blir lite slöare och lite hungrigare.

Det är därför det är så svårt att gå ner i vikt. Hjärnan är noga med att justera avvikelser. Den mänskliga organismen är oerhört komplex, och alla påståenden utöver fysikens lagar måste fastställas genom experiment och erfarenhet. Det finns inga genvägar, utan viktminskning handlar snarare om att steg för steg ändra vanor och livsstil. Det är en lite svårare väg att gå och inte ett lika lätt budskap att sälja till massorna. Hade det varit lätt hade det inte funnits något problem med övervikt. Att fetma är så vanligt är beviset för att det är svårt.

Tidigare inlägg i ämnet:
http://www.runnersworld.se/blogs/hjarnfysik/allt-om-fettforbranning.htm