Traillöpning utmanar hjärnan

Foto: Tumisu / Pixabay

När jag började springa för 10-15 år sedan läste jag allt jag kunde komma över om löpning. Jag läste bland annat att löpning genererade nya nervceller i hjärnan, något man tidigare trott vara omöjligt. Vid den tiden var det en ganska hätsk debatt mellan hjärnforskarna, men nu råder relativ konsensus om att hjärnan producerar nya nervceller hela livet, mestadels i minnes- och luktcentra.

Löpning förändrar hjärnan

De nya nervcellerna gör det möjligt att skapa nya minnen och förändra de gamla. Nya celler svarar på ny information och gör gamla minnen mer specifika och detaljerade. Det är en process som fortgår hela livet och löpning smörjer och snabbar på denna process.

En sorts hjärnceller som kallas astrocyter hjälper de nya nervcellerna att koppla upp sig i de befintliga nätverken. Denna aktivitet ökar när du utmanar din hjärna. Ju mer du tränar och deltar i stimulerande aktiviteter, desto större är sannolikheten att de nya nervcellerna knyts fast i värdefulla hjärnkretsar och överlever. De nervceller som inte anpassar sig äts upp av hjärnans renhållningsarbetare.

Hjärnan gillar laktat

Hur går det till? Jo, nervcellerna får i huvudsak sin energi från glukos. Men under stress räcker inte energin till. Stress aktiverar det sympatiska nervsystemet som säger åt kroppen att utsöndra adrenalin, vilket ökar tillgången på energi både i form av glukos och laktat. Den ökade tillgången på laktat når också nervcellerna.

Laktat aktiverar sedan lärande och minnesbildning genom BDNF, en tillväxtfaktor associerad med kognitiva förbättringar och även visat sig lindra depression. Tidigare har man sett att långa träningspass, gärna före frukost, aktiverar BDNF. Men det går alltså att aktivera samma signalväg genom att träna hårt.

Den stress du upplever när du exempelvis springer norska intervaller  leder till ökad produktion av adrenalin. Det är adrenalin som gör dig andfådd både när du springer och när du blir skrämd. Adrenalin ökar både andning och tillgång på energiresurser. Snabba muskler har ingen brist på syre, men de har ont om mitokondrier. Den ökade energiproduktionen leder därför till ansamling av laktat. Denna ojämvikt tvingar fram cellulära anpassningar i form av fler mitokondrier och fler transportörer av laktat (MCT). Därmed kan energirikt laktat skickas vidare till levern, till långsamma muskelfibrer med fler mitokondrier och till hjärta och hjärna.

Kör hårt ibland

Som en följd av dessa anpassningar ökar mängden laktat som antingen kan omvandlas till ny glukos i levern eller fraktas till hjärnan och andra organ. Laktat tar sig genom blodhjärnbarriären via öppna MCT-dörrar vidare till astrocyter, vilket aktiverar enzymer som tystar gener som står i vägen för produktionen av BDNF. Det leder även till fler mitokondrier och till aktivitet av andra enzymer som kan laga trasigt DNA. I slutändan förbättrar kroppen sin användning av laktat, vilket minskar behovet av adrenalin och det känns lättare att springa med samma ansträngning.

Slutsatsen är att det är ganska bra att anstränga sig ibland, exempelvis genom att springa intervaller. Spring så att du blir andfådd. Om du är över 60 verkar det ännu bättre att kombinera styrka och kondition i samma pass för att fylla hjärnan med laktat och BDNF.

Varför springa intervaller?

Som motionslöpare kommer du till slut till ett jämviktsläge där din träningsmängd möter dina värderingar. Du kan inte öka träningsmängden för det finns annat som är viktigare i livet. Ett sätt att komma vidare är att börja med intervaller.

Det enklaste är att helt enkelt byta ut ett vanligt löppass på 60 minuter till flera korta intervaller. Du springer hårt, sedan vilar du innan du springer hårt igen. Genom att repetera detta mönster kan du samla på dig mer hård löpning under ett pass. Nästa dag kan du vila eller köra ett lugnt återhämtningspass. Det är ett träningsmönster som ger bättre återhämtning och anpassning.

Intervaller utökar din repertoar

När du springer intervaller aktiverar du nervceller i ryggmärgen som i sin tur rekryterar buntar av muskelfibrer. Dessa nervceller kallas för motorenheter. När du blir trött, måste du rekrytera fler typer av motorenheter för att inte sakta ner.

De motorenheter du rekryterar i början av loppet är effektiva, sedan blir de successivt allt mer ineffektiva. För att effektivisera de ineffektiva motorenheterna måste du använda dem under träning. Det kan du göra på två sätt: aningen springer du tills du behöver dem på grund av trötthet, eller så springer du intervaller. Det är två olika sätt att bli trött på, men det senare går snabbare och kräver förmodligen inte lika mycket återhämtning.

Hur länge och hur mycket?

Intervaller på 3 – 5 minuter är mest effektiva för att höja den maximala syreupptagningen (VO2max). Det ligger nära norska intervaller (4×4-intervaller) som är en gammal favorit. För att maximera uthållighet tycks det däremot vara änna mer effektivt med intervaller mellan 6 – 10 minuter.

De långa intervallerna är så långa att det är svårt att komma upp i VO2max. Om du gillar att springa långt är du sällan i närheten av VO2max, men du vinner ändå på att springa med en intensitet som leder till VO2max. Det ger anpassning, kunskap och bättre återhämtning än om du verkligen springer tills du når VO2max.

Själv springer jag ett intervallpass i veckan. Jag blandar mellan norska (4×4), långa (8×4), backe och fartlek. Under perioder när motivationen är låg kör jag 10-20-30-intervaller. De är lättsamma men ändå givande. En lagom dos intervaller ligger runt 10-20 procent av den totala träningen.

Fokusera på det du vill göra

Under korta intervaller är tiden mellan sprintarna avgörande. Varje sekund forsar ny energi in i muskelcellerna. För längre intervaller är vilan inte lika viktig. Det tar lång tid att återhämta sig från långa intervaller, så det spelar knappast någon roll om du vilar 2 eller 4 minuter mellan exempelvis norska intervaller.

En grundregel är att aldrig vila längre än intervallerna du springer. Du kan välja att stå still och vila, men jag tror det är bättre om du springer lugnt. Om du inte orkar springa lugnt mellan intervallerna kör du för hårt. Det är inte meningen att du ska ta ihjäl dig med intervallträning. Det viktiga är inte att vinna över kompisen eller att bevisa något. Det du vill är att bli lite bättre. Det är alltid bra att lägga fokus och ansträngning på det du verkligen vill.

Foto: Inspired Horizons Digital Marketing / Unsplash

I en ny studie från Genèves universitet såg man att ett intensivt konditionspass på 15 minuter förbättrar minnet och förmågan att lära sig motoriska färdigheter. Det visar att konditionsträning borde vara en viktig del av inlärningsprocessen och att idrott är ett viktigt ämne i skolan. Idrott är både lärande och grunden för lärande.

Träna ditt minne med löpning

Som löpare vet du att det känns bra efter ett löppass. Du känner en skön blandning av fysiskt och psykiskt välbefinnande. Dessa känslor skapas av endokannabinoider som produceras av kroppen under fysisk ansträngning. De cirkulerar i blodet och kan passera den välbevakade blod-hjärnbarriären. I hjärnan binder de till receptorer som utlöser känslan av välbefinnande (och i vissa fall eufori som vid runners high). Endokannabinoider binder sig även till receptorer i hippocampus, den viktigaste hjärnstrukturen för minnet. Därmed påverkar de minnet. Men hur ser kopplingen mellan fysisk träning och minne ut? Det var det som forskarna ville ta reda på.

För att testa hur träning påverkar motoriskt lärande fick en grupp på 15 unga och friska män, som inte var idrottare, göra ett minnestest efter tre olika träningspass: efter 30 minuters måttlig cykling, efter 15 minuters intensiv cykling (80% av VO2Max) eller efter vila. Efter 30 minuters måttlig träning presterade männen bättre än efter vila, men det var 15 minuter intensiv träning som gav bäst effekt.

Både hårt och lugnt förbättrar minnet

Ju hårdare och snabbare individerna tränade, desto mer aktiverades hippocampus och de hjärnstrukturer som är involverade i motoriska processer. Mängden endokannabinoider följde samma kurva: ju högre nivå efter intensiv fysisk ansträngning, desto bättre hjärnprestanda. Endokannabinoider påverkar hur nervceller är kopplade till varandra, något som kallas synaptisk plasticitet. De kan stärka synapser, vilket är den avgörande mekanismen för att skapa minnen.

Tidigare studier har dock visat att måttlig intensitet ger bäst resultat för minnet. Det tolkar forskarna som att olika typer av minne använder olika hjärnmekanismer. Däremot förbättrar all form av fysisk träning minnet mer än inaktivitet. Det bästa är kanske att blanda hård och lugn träning.

Forskarna tror det kan vara bra att schemalägga sportaktiviteter på ett sätt som förbättrar inlärningen i skolan. Lärandet slutar inte efter skolan. Det gör inte heller idrotten. Det är två livslånga processer som går hand i hand med livet. Tappar man det ena, tappar man snart det andra, och när man tappat båda, ökar risken att tappa bort sig själv.

Foto:Jed Villejo / Unsplash

För att springa krävs energi och den skapas till stor del i cellernas mitokondrier. De brukar kallas cellens kraftverk, men är egentligen mer som batterier. Precis som batterier tappar de också laddning med tiden. Laddning kommer från matens elektroner. Dessa elektroner upprätthåller spänningen genom att pumpa vätejoner genom mitokondriens membran. När vätejonerna faller tillbaka genom vattenkraftsliknade enzymer i membranet pressas nytt ATP samman av ADP och en fosfatgrupp. Under en dag omsätter du mer ATP än din egen kroppsvikt.

Fler och bättre mitokondrier

I din kropp finns 100 triljoner mitokondrier som förenar sig och delar sig, bryts ner och byggs upp. Varenda sekund under hela ditt liv skapas två miljarder mitokondrier. De använder 90% av allt syre och skapar 90% av all energi. Hälften av alla mitokondrier byts ut varje månad.

När du springer förbrukar du ATP, vilket sätter igång en kedja av händelser i cellen. Dels bildas nya mitokondrier i en snabbare takt, dels ökar nedbrytningen av läckande, dysfunktionella mitokondrier. Fler mitokondrier förbättrar i första hand prestation, medan ökad nedbrytning i första hand förbättrar hälsan. I princip ökar båda processerna både prestation och hälsa.

Vad gör AMPK?

Dina muskler får kraft genom att det frigörs energi när en av ATP:s tre fosfatgrupper bryts loss. Kvar blir ADP (som har två fosfatgrupper) och en fri fosfatgrupp. För att upprätthålla nivåerna av ATP används ADP för att bygga nya ATP. Två ADP ger en ATP och kvar blir då en AMP (med en fosfatgrupp). Om ATP minskar med 10 procent, ökar AMP med hela 600 procent. Det gör AMP till ett känsligare mått på cellens energistatus än ATP eller ADP. Cellerna känner av detta förhållande mellan ATP och AMP med hjälp av enzymet AMPK. Det är kanske det viktigaste av alla träningsrelaterade enzymer.

AMPK aktiverar en rad olika processer för att spara och öka ATP, som att öka förbränningen av fett och glukos, och hämma tillverkning av fett, kolesterol, glykogen och protein. AMPK startar också nedbrytningen av mitokondrier, en process som kallas mitofagi. Det leder till att det bildas munliknande membran som omsluter skadade och dysfunktionella mitokondrier. Dessa paket transporterar till lysomerna, som kan liknas vid cellens mage. Där bryts mitokondrierna ner i ett syrabad för att sedan återanvändas somnya resurser i form av byggstenar till nya, friska mitokondrier. Det är en mekanism som håller cellen ung och frisk.

Ungefär så här ser det ut när cellen fraktar en säck med mitokondriesoper till cellens återanvändningsstationen lysosomerna. Motorproteinerna ”går” drivna av ATP på gator av mikrotubili (tror det är något annat i just denna säck)

Den fantastiska cellen

För omkring 1,5 miljarder år sedan tog sig en bakterie med ungefär 1000 gener in i en cell. Bakterien – som vi nu kallar mitokondrie – kunde använda den ökade tillgången på syre för att skapa energi, medan cellen gav mitokondrien skydd och näring. Med tiden förlorade mitokondrierna nästan alla sina gener. Idag återstår 13 stycken gener i dess DNA (mtDNA). Eftersom en mitokondrie består av 1000 proteiner, måste DNA i cellkärnan förse mitokondrien med flertalet proteiner. Det kräver en kommunikationsförmåga på flera nivåer och dessa samtal äger rum flera miljarder gånger per sekund. Det är nästan obegripligt. Däremot tror jag alla förstår att denna process mår bra av pulshöjande aktiviteter som löpning, skidåkning och cykling.

Träning ökar mitofagi

När du springer sätter du helt enkelt igång de 13 generna i mitokondrierna och de gener som mitokondrierna behöver som finns i cellkärnan. Proteiner åker kors och tvärs i cellen. Mitokondrierna jobbar hårt för att skapa ATP och om de inte fungerar optimalt märker cellen detta och felmarkerar dem med ubiquitin, vilket ökar sannolikheten att de fångas upp och bryts ner. Det räcker med ett, enda träningspass för att genast öka mitofagi.

Du förbrukar ATP och NADH, vilket signalerar till cellen att du utsätts för stress och det leder till en rad kedjereaktioner som delvis stärker varandra och i slutändan har du fler och bättre mitokondrier. Du har därmed tillgång till mer energi och förmodligen mår du också bättre när cellerna har blivit lite yngre och friskare.

I år har jag sprungit mer än på länge och jag har tränat styrka var femte dag. Dessutom har jag fått mycket vardagsträning tack vare skogsarbete med yxa, såg och motorsåg. Att lyfta och välta en timmerstock aktiverar i stort sett alla muskler. I morgon blir det långa intervaller och nya, bättre mitokondrier.

PS: Hoppas inlägget – som var ganska djupt och krångligt – gick att läsa och förstå. Ut och träna och skapa nya mitokondrier nu 🙂

Foto: FotoRieth / Pixabay

När du springer snabbt är blicken fokuserad på marken några steg framför dig. Dina tankar är fokuserade på löpningen. Blicken dansar i takt med fötterna. Du kan inte tänka på något annat.

När du springer sakta glider blicken isär. Puls, armar och ben slår i takt. Det är rytm och andning. Du tappar fokus på löpningen, men du ser glimtar av helheten.

Det ena är inte bättre än det andra. Du behöver båda sätten att springa och tänka på.

Molekylernas magi

Under de hårda passen pressar du dina gränser. Nästa dag kan du vila eller springa lugnt. På de lugna passen upplever du den frihet som löpning ger. Du är ensam med dina tankar. Tankarna vandrar fritt. Den typen av pass kan du springa så ofta du vill.

Oavsett om du sprungit hårt eller lugnt känner du dig redo att lära och att ta in ny information efteråt. Tankarna samlar sig. Det som oroade dig är inte längre lika oroväckande.

Det är som magi, men det handlar om celler och molekyler. De senaste åren har det kommit flera studier som visar att löpning förändrar din hjärna.

Bättre hjärna

2019 publicerades en studie som visade att en enda löptur på 3-5 km genast förbättrar synapserna mellan nervceller i hjärnan. Forskarna gjorde sin upptäckt när de analyserade gener som aktiverades under träning. Det visade sig att löpning aktiverade en gen som ökar tillväxten av nervcellens dendriter. Dendriterna är nervcellens trädkrona. Det är där synapser slår ut, skrumpnar och slingrar sig runt andra nervcellers grenverk. Det är där nervceller, tankar, känslor och omvärld kopplas ihop.

Bättre minne

En färsk studie visade att äldre som tränat ett år förbättrade sina resultat på minnestest med 47 procent och att deras hippocampus förändrades. Hippocampus är hjärnans postkontor. Det är där dagens intryck kommer in, samlas och sorteras. Under djupsömnen skickas de värdefulla intrycken vidare från hippocampus till hjärnbarken. De blir dina minnen. Resten kastas bort. Nästa dag är hippocampus redo för nya intryck.

Bättre psyke

En studie som publicerades 2017, visade att risken att utveckla depression var mycket mindre hos de som motionerade en till två timmar i veckan jämfört med de som inte motionerade. För de senare var risken 44 procent större. På något sätt tycks alltså fysisk aktivitet motverka depression.

En hypotes är att kronisk stress leder till att det skapas ett giftigt ämne som kallas kynurenin som tar sig in i hjärnan. Kynurenin har kopplats till depression och sjukdomar i hjärnan. När du springer smulas kynurenin sönder. Det kan inte längre ta sig in i hjärnan. På så sätt skyddar löpning din mentala hälsa. Musklerna renar kroppen precis som njurar och lever.

Löpningens magi handlar om detta

När du springer använder du din hjärna och anstränger din kropp. Det leder till att du mår, minns och tänker bättre. Det är som magi, men det handlar om att använda sin kropp och sin hjärna. Jag tror löpning är i en klass för sig med avseende på detta, särskilt om du springer längs en ny stig. Nästa gång du springer samma stig kan du mer om den, men du är långtifrån fullärd. Du har lärt dig lite mer. Du har använt hjärnan.