14 września 2015 Redakcja Bieganie.pl Zdrowie

Kiedy bieganie uśmierza ból? I co daje „euforia biegacza”?


Bieganie może powodować swoiste cierpienie,
o czym wiedzą ci wszyscy, którzy za szybko zaczną np. start w maratonie. Ale są
też dowody na to, że zmęczenie może być wręcz korzystnym zjawiskiem w procesie
zmniejszania bólu. W pewnych przypadkach bieganie może redukować albo nawet całkowicie
zwalczać ból. Zdarza się też, że sami lekarze zalecają ćwiczenia fizyczne swoim
pacjentom, aby pomóc w zwalczaniu chronicznego bólu. To, w jaki sposób
ćwiczenia fizyczne redukują odczuwanie pewnych dolegliwości oraz jaki rodzaj
ćwiczeń jest do tego najlepszy próbowano wyjaśnić na tegorocznej konferencji
American College of Sport Medicine (ACSM), która odbyła się w San Diego w USA w
dniach 26-30 maja 2015 r. Okazuje się też, że to „znieczulenie” może nawet
uzależniać…

Nie
tylko endorfiny

W
naszym mózgu występują związki chemiczne, które są związane z tzw. „euforią biegacza”
(„runner’s high”). Są to
endokannabinoidy, które stanowią mózgową wersję kannaboidów, a także endogenne
opoidy, takie jak endorfiny, które są mózgową wersją morfiny. Oba te związki mogą
wywoływać u osób aktywnych fizycznie stłumienie bólu, czyli analgezję.

Endokannabinoidy

Związki występujące w układzie
kannabinoidowym są mimetykami (naśladowcami) naszych własnych hormonów, stąd
ich nazwa endokannabinoidy, czyli kannabinoidy wewnętrzne. Wpływają one na
receptory kannabinoidowe, które oznaczono symbolami CB1 i CB2.

Układ endokannabioidowy odkryto dopiero w
1990 r., kiedy ogłoszono, że nasz organizm produkuje związki takie jak anandamid
i 2-AG (2-Arachidonyloglicerol). Są one długimi łańcuchami wielonienasyconych
kwasów tłuszczowych zbudowanych z fosfolipidów błony komórkowej, w
szczególności z kwasu arachidonowego. 

Receptory CB1 występują w komórkach nerwowych,
szczególnie w rdzeniu kręgowym i mózgu. Oblicza się, że ich koncentracja jest
10-50 razy większa niż np. receptorów opoidowych czy dopaminowych. Receptory te
są obecne również w przysadce, tarczycy, wątrobie, tkance mięśniowej, układzie
pokarmowym, płucach, trzustce, śródbłonku naczyń krwionośnych, a także w
komórkach układu rozrodczego.

Z kolei receptory CB2 najczęściej
występują w komórkach należących do układu odpornościowego, czyli: śledzionie,
migdałkach, grasicy i w białych krwinkach (limfocytach, leukocytach,
makrofagach, monocytach). CB2 mogą występować również w komórkach układu
pokarmowego, obwodowego układu nerwowego i w mózgu. Ich ilość jest jednak o
wiele mniejsza niż receptorów CB1. W niektórych tkankach występują też oba typy
receptorów.  

Do
czego przydają się endokannabinoidy?

Działanie
endokannabinoidów może wpływać na wiele aspektów naszego życia: kontrolę
apetytu, opanowanie niepokoju, odczuwanie bólu, uczenie się i pamięć, stabilizację
ciśnienia tętniczego, masę kostną, działanie układu rozrodczego, koordynację
ruchową. Układ endokannabinoidowy istnieje nie tylko u ludzi. Mają go wszystkie
kręgowce, a nawet niektóre gatunki bezkręgowców. Naukowcy zajmujący się
biologią szacują, że układ ten zaczął się kształtować w organizmach występujących
na kuli ziemskiej już ok. 600mln lat temu. Skoro ewolucja w tym czasie go nie
wyeliminowała, oznacza to, że jest on do czegoś potrzebny. W jednym z
eksperymentów naukowcy wyhodowali myszy pozbawione jednego typu receptorów tego
układu (CB1). Gryzonie te funkcjonowały jednak o wiele gorzej niż zwykłe myszy,
miały problemy z pamięcią, częściej chorowały i żyły krócej.

Pierwsze
dawki kannabinoidów młode ssaki dostają zaraz po urodzeniu – w mleku matki. U
noworodków zwiększają one apetyt, pomagają wykształcić odruch ssania.
Najprawdopodobniej działają również kojąco też stres związany z narodzinami. W
dalszym rozwoju wspierają rozwój układu nerwowego, a u dorosłych osobników,
endokannabinoidy sterują procesem neurogenezy w mózgu, czyli tworzenia nowych
komórek nerwowych, a także gojenia się uszkodzeń np. po udarze czy urazie mózgu.

Endorfiny

Związki te są silnymi agonistami receptorów
opioidowych, których pobudzanie wywołuje stany euforyczne. Na te same receptory
działają opioidy egzogenne (czyli np. niektóre substancje psychoaktywne), co
wywołuje zniesienie bólu, uczucie przyjemności i dobrego nastroju. Wywołuje to
u niektórych silne uzależnienie psychiczne i fizyczne. Endorfiny zostały
odkryte przez Johna Hughesa i Hansa Kosterlitza. Są one wytwarzane
przez mózg, działając podobnie jak morfina – zmniejszają ból i wprawiają w
dobry nastrój.

Odkryto kilkanaście różnych endorfin
produkowanych w mózgu i rdzeniu kręgowym, wpływających na odczuwanie bólu,
stan uczuć i świadomości. Najwięcej ich receptorów znajduje się w mózgu, w
obszarach uważanych za siedzibę uczuć i ośrodki odczuwania przyjemności.

Wytwarzanie endorfin udowodniono po
stosowaniu niektórych zabiegów akupunktury, czym tłumaczono jej działanie m.
in. na wysokie ciśnienie i choroby serca. Oprócz wysiłku fizycznego,
wytwarzanie endorfin może być jeszcze powodowane przez śmiech, niedotlenienie,
niektóre ostre przyprawy, opalanie, substancje psychoaktywne i aktywność
seksualną.  

Euforia biegacza

Ciekawe badania na temat
endokannabinoidów opublikowano w Journal of Experimental Biology. Opisują one „euforię biegacza”, ewolucję,
psy i fretki. Wszystko, czego potrzeba, aby wyjaśnić działanie endokannabinoidów.
Artykuł stawia hipotezę, że człowiek wyewoluował do biegania długich dystansów
(o czym pisał Christopher McDougall w „Urodzonych biegaczach”), a nasz
organizm sam nas do tego zachęca. „Euforia biegacza” to ewolucyjna pamiątka,
która ma nam pomagać w zmotywowaniu się do biegania. Jeśli była by to prawda,
inne ssaki także powinny mieć chęć do biegania wytrzymałościowego. Ponadto,
powinny mieć też omawiany tutaj „runner’s high”. A jak wiemy, część ssaków (w tym wspomniane fretki) ewoluowała raczej do leżenia i nicnierobienia (cokolwiek fretki robią w tych
swoich małych norkach). Nie widać raczej u pewnych osobników zbytniej chęci do
biegania. Jak to więc z tymi kannabinoidami u ssaków jest?

adopting_ferrets.jpg 
Fretka (fot: theferretzone.com)

Do
przetestowania swojego pomysłu, naukowcy z Uniwersytetu w Arizonie zwerbowali
10 osób, 8 psów i 8 fretek. Osoby biorące udział w badaniach trenowały
rekreacyjnie bieganie (30 minut biegu nie stanowiło dla nich problemu), psy
pożyczono od lokalnej społeczności. Na temat fretek nie podano żadnych
informacji. Następnie u wszystkich uczestników mierzono poziom
endokannabinoidów przed i po 30 minutowym biegu na bieżni ruchomej w
laboratorium. Oto wyniki tych badań (białe słupki to poziom związków przed
ćwiczeniami, a czarne po).

 endocannabinoids0.jpg
Poziom substancji AEA przed i po wysiłku fizycznym

Tak więc, ludzie i psy mają fizjologiczną i
psychologiczną motywację nakłaniającą ich do biegania, podczas gdy fretki
(które zwykle spędzają 14 do 18 godzin na dobę śpiąc), po prostu uznały całe
doświadczenie za dość denerwujące.

Aby potwierdzić, że endokannabinoidy (w
tym wypadku anandamid, AEA) ma związek z „euforią biegacza”, naukowcy
sprawdzili relację pomiędzy wzrostem endokannabinoidów i nastrojem u biorących
w doświadczeniu biegaczy. Relacja była całkiem widoczna – im lepszy nastój
wykazywali po badaniu uczestnicy, tym większa ilość endokannabinoidów
występowała w ich organizmie.

Ostatnią ciekawostką, którą można jeszcze
„wyciągnąć” z tych badań jest to, jak intensywność wpływa na poziom
endokannabinoidów. Okazało się, że 30-minutowy, spokojny marsz nie zmienił
poziomu tych substancji u badanych (a tak naprawdę, u psów nawet zmniejszył).
Wydaje się więc, że ewolucja wykształciła pewne mechanizmy mogące zachęcić
ludzi, psy i inne ssaki do energicznych ćwiczeń poprzez systemy nagrody, które
prawdopodobnie pobudzały naszych przodków do polowania i poszukiwania
pożywienia. Musi to być jednak wysiłek o odpowiedniej intensywności. Pozostaje
tylko ryzyko, by od endokannabinoidów się nie uzależnić…

Dawid Raichlen z Uniwersytetu w Arizonie
– jeden z autorów badań – wyjaśnia, że nasi przodkowie byli biegaczami
długodystansowymi. „Aktywność tlenowa
była ważna w ewolucji wielu różnych systemów pracujących w ludzkim ciele. Może
to tłumaczyć, dlaczego ćwiczenia tlenowe wydają się być dla nas tak dobre”

– mówi Raichlen. „Zainteresowaliśmy się
mózgiem, aby poznać drogę, którą ewolucja zmieniała zachowania związane z
wysiłkiem przez odpowiednie ścieżki motywacyjne”
– dodaje naukowiec.

Raichlen wyjaśnia również, że osoby
siedzące na co dzień za biurkiem nie wyskoczą nagle ze swoich komfortowych
foteli, by doświadczyć przyjemnego efektu działania endokannabinoidów, bo  prawdopodobnie nie mogą ich tak łatwo
produkować. „Nieaktywne osoby nie są
wystarczająco sprawne, by uzyskać od razu odpowiednią intensywność ćwiczeń,
która aktywuje ośrodki nagradzania w mózgu”
– mówi naukowiec. Jest jednak w
tej kwestii optymistą. Twierdzi, że po jakimś czasie każdy może wypracować
swoją tolerancję wysiłkową na tyle, by pokonać próg, po przekroczeniu którego wystąpi
dodatkowa motywacja do ćwiczeń w postaci endokannabinoidów. Raichlen sugeruje też,
że ćwiczenia mogą być tanim rozwiązaniem na wiele medycznych schorzeń,
poprawiając nasz stan psychologiczny właśnie przez działanie tych związków. Ćwiczenia jednocześnie będą usprawniały nasz układ krążeniowy, oddechowy, a także
kondycję. Wszystko przez tak proste zmęczenie się.

Znieczuleni bieganiem?

Ciekawy pogląd na temat endokannabinoidów
dają badania opublikowane w ubiegłym roku przez naukowców z Brazylii. Podają oni,
że związki te są odpowiedzialne (przynajmniej w części) za wywołaną przez ćwiczenia
analgezję, czyli mniejsze odczuwanie bólu (Exercise-Induced Analgasia) u myszy.

W badaniach tych korzystano z analiz
metodą „Western blot”, które wykazały wyraźny wzrost aktywacji receptorów CB1 w
mózgu myszy. Natomiast analizy za pomocą immunofluorescencji udowodniły wzrost
aktywacji i ekspresji receptorów CB1 w neuronach substancji szarej w mózgu tych
gryzoni. Wszystkie te zmiany następowały po ćwiczeniach fizycznych.

Wyniki dały dość jednoznaczną informację,
że ćwiczenia fizyczne aktywują system endokannabinoidowy, który następnie  powoduje efekt redukujący odczuwanie bólu
u myszy, zarówno na poziomie obwodowym, jak i centralnym.

Inne wnioski zaprezentowali naukowcy z
Uniwersytetu Wisconsin podczas konferencji ASCM. Ich badania wyjaśniają interakcje
pomiędzy układem endokannabinoidowym, a działaniem endorfin
. Wcześniejsze
badania sugerowały, że oba te systemy mogą wpływać na siebie wzajemnie (a nawet,
że endorfiny blokują częściowo działanie znieczulające endokannabinoidów). Postanowiono
więc dokładniej zbadać relacje między tymi związkami.

W badaniach uczestniczyło 58
wolontariuszy, z których połowa otrzymywała lek o nazwie Naltrexone, który
blokuje receptory opioidowe. Reszta dostawała placebo wyglądające dokładnie tak
samo. Wśród uczestników badano odpowiedź na ból (w tym przypadku było to ciepło
i nacisk), a także pobierano próbki krwi przed i po wysiłku. Zarówno u
stosujących lek, jak i w grupie placebo, odczuwanie bólu było mniejsze po
ćwiczeniach. Podobnie poziom endokannabinoidów zwiększył się w takim samym
stopniu u obu grup. Okazuje się więc, że endokannabinoidy mogą mieć dużo
większe znaczenie, niż powszechnie wymieniane endorfiny
, a więc to one mogą
być kluczowym składnikiem w tzw. „euforii biegacza”.

Żeby mniej cierpieć, musisz cierpieć

Kolejna prezentacja na konferencji ACSM dotyczyła
badań przeprowadzonych przez naukowców z Uniwersytetu w Teksasie. Analizowali
oni efekt różnego stopnia czegoś, co nazywano „warunkowe modulowanie bólu” (Conditioned
Pain Modulation – CPM), które jest szalenie interesującym zjawiskiem. Polega
ono na oszacowaniu bólu przez nasz centralny system nerwowy. Jednak percepcję
bólu można w pewien sposób oszukać. Do tego postanowiono zbadać, jak to
odczucie ma się do treningu i aktywności fizycznej. Ogólne doświadczenia wielu
z nas i dość sporo badań pokazuje, że intensywny wysiłek fizyczny może być
związany ze wzrostem tolerancji CPM. Jakie wnioski otrzymano tutaj?

W badaniu wzięło udział 48 osób (24
kobiety i 24 mężczyzn). Aktywność zapisywano w kwestionariuszach, a ponadto
każdy z uczestników nosił akcelerometr badający jego treningi i codzienne czynności. Następnie
każdy uczestnik badań wziął udział w sprawdzeniu CPM przy użyciu  porażenia prądem i ucisku, aby oszacować
wielkość „warunkowego modulowania bólu”. O co chodzi w tym badaniu? Najprościej
mówiąc chodzi o to, że „ból zabija ból”. Jeśli poddamy kogoś porażeniu prądem,
to jego organizm zareaguje bólem (i przypuścimy, że w skali od 0 do 50 będzie
to odczucie równe 40). Jeśli teraz ukłujemy go jakimś ostrym przedmiotem
(powiedzmy, że taki kijek daje 20 w naszej skali). Następnie poddając naszego
badanego porażeniu elektrycznemu, podczas gdy kijek ciągle go dźga, zapewne odczucie
będzie mniej bolesne (niech będzie 30 na 50). Powód takiego zachowania jest
prosty – z powodu odczuwania kłującego kijka centralny system nerwowy zmniejsza
odczuwanie drugiego bólu, czyli w tym wypadku porażenia prądem. To właśnie
nazywamy „warunkową modulacją bólu”. Zjawisko to staje się niezwykle istotne w
przypadku chorowania na chroniczny ból.  

Wróćmy jednak do wyników naszych badań. Wyniki
pokazały, że
umiarkowana aktywność fizyczna u części badanych nie
dawała tak dobrych wyników podczas testów, jak mocny trening
. Intensywne
ćwiczenia znacząco zwiększają CPM. Ma to sens, ponieważ istotna część procesu
treningowego to nauczenie się tolerowania dyskomfortu. Badania próbowały
wyjaśnić, czy mniejsza aktywność fizyczna daje podobny efekt. Niestety nie – wykonywanie
spokojnego treningu nie było powiązane ze wzrostem CPM. 
Inaczej mówiąc, musisz cierpieć, żeby mniej cierpieć. Innej drogi nie ma.

Podsumowując, bieganie powoduje u każdego
z nas poprawę nastroju, bo jest z nim związane wiele korzystnych procesów.
Ewolucja wyposażyła nas w kilka mechanizmów, które pomagają zmobilizować się do
ćwiczeń, wydzielając specyficzne substancje wywołujące uczucie przyjemności.
Wiele wskazuje na to, że są to nie tylko popularne endorfiny, ale przede
wszystkim endokannabinoidy, które posiadają ponadto wiele zalet. Choć w
skrajnych wypadkach mogą też uzależniać od wysiłku, jeśli substancji tych
zacznie nam brakować. Mimo wszystko – w porównaniu do innych używek – związki
te są raczej bezpieczne, a bieganie poprawia przy okazji zdrowie. Na szczęście
wiemy też o tych substancjach coraz więcej. Ciekawą kwestią jest również to,
jak ważna jest w tym wszystkim intensywność. Z badań wynika, że endokannabinoidy
występują głównie przy intensywnym wysiłku. Czy to nie dlatego tak bardzo
lubimy się czasem zmęczyć?

Źródła:

Galdino G, Romero TR, Silva
JF, Aguiar DC, de Paula AM, Cruz JS, Parrella
C, Piscitelli F, Duarte ID, Di Marzo V, Perez AC. The endocannabinoid system mediates aerobic
exercise-induced antinociception in rats.
Neuropharmacology. 2014
Feb;77:313-24. doi: 10.1016/j.neuropharm.2013.09.022. Epub 2013 Oct 19.

Kevin M. Crombie,
Angelique G. Brellenthin, Cecilia J. Hillard, Dane B. Cook, Nalini Sehgal,
Kelli F. Koltyn Endocannabinoid and Opioid System Interactions in
Exercise-Induced Hypoalgesia. 
University of Wisconsin – Madison,
Madison, WI. Medical College of Wisconsin, Milwaukee, WI.
 (Sponsor:
Kelli Koltyn, FACSM), ACSM Annual Meeting 2015

Masataka Umeda, Wanseok
Lee, Courtney A. Marino, Shelby C. Hilliard. Influence of Moderate
Intensity Physical Activity Levels and Gender on Conditioned Pain Modulation Texas
Tech University, Lubbock, TX. Springfield College, Springfield, MA. ACSM
Meeting 2015

Raichlen, D. A., Foster, A. D., Gerdeman, G. L.,
Seillier, A. and Giuffrida, A. (2012). Wired to run: exercise-induced
endocannabinoid signaling in humans and cursorial mammals with implications for
the 'runner’s high’. J. Exp. Biol. 215, 1331-1336
http://jeb.biologists.org/content/215/8/1331.abstract