Мозг включается после тренировки — и именно тогда строит выносливость

Учёные выяснили, что выносливость формируется не только в мышцах и сердце. Ключевую роль в этом процессе играет мозг: после физической нагрузки определённая группа нейронов запускает изменения, которые помогают организму лучше справляться с последующими тренировками. Результаты исследования опубликованы в журнале Neuron в мае 2026 года.

Исследователи из University of Pennsylvania, Providence College и других научных учреждений изучали нейроны в вентромедиальном гипоталамусе — глубокой области мозга, регулирующей расход энергии, пищевое поведение и уровень сахара в крови. Особое внимание учёные уделили клеткам, вырабатывающим белок SF1. Ранее было известно, что эти нейроны участвуют в управлении обменом веществ, но их связь с развитием спортивной выносливости оставалась неясной.

Эксперименты проводили на мышах. После одной пробежки на беговой дорожке в SF1-нейронах повысилась активность гена Bdnf — это признак возбуждения нервных клеток. Затем учёные временно заблокировали способность этих нейронов передавать сигналы с помощью генетического инструмента, производящего тетанический токсин.

Мыши с отключёнными SF1-нейронами быстрее уставали на тесте с постепенно увеличивающейся скоростью. Анализ обмена веществ показал, что они слишком рано расходовали запасы углеводов вместо более экономичного использования жиров. За три недели тренировок обычные мыши заметно увеличили время и дистанцию бега, а животные с заблокированными нейронами выносливость почти не нарастили. В их мышцах также не появились характерные генетические изменения, помогающие эффективнее использовать энергию.

Затем исследователи наблюдали за мозгом активных мышей с помощью миниатюрных микроскопов, закреплённых на голове. Учёные отслеживали уровень кальция внутри нейронов: его повышение сопровождает работу нервных клеток. Выяснилось, что особенно активно SF1-нейроны включались сразу после окончания пробежки. За неделю ежедневных тренировок увеличивались и число таких клеток, и сила их активности.

После трёх недель занятий нейроны тренированных мышей стали более возбудимыми и чаще самостоятельно генерировали электрические импульсы. Их дендриты — ответвления, принимающие сигналы от других клеток, — содержали примерно вдвое больше дендритных шипиков. Это говорит о физической перестройке нейронов и появлении большего числа возможных синаптических связей.

Чтобы проверить значение восстановительного периода, учёные с помощью оптогенетики — метода управления нейронами светом — выключали SF1-клетки на 15 минут сразу после каждой тренировки. Такой короткой блокировки оказалось достаточно, чтобы заметно ослабить прирост выносливости.

В другом эксперименте нейроны, наоборот, стимулировали светом в течение часа после пробежки. Мыши стали выносливее, чем позволял обычный тренировочный прогресс. Стимуляция также повышала уровень сахара в крови и общий расход энергии. По мнению авторов, это может запускать сигналы восстановления, благодаря которым мышцы готовятся к будущей нагрузке.

Исследование пока не доказывает, что такой же механизм полностью работает у людей. Метаболизм грызунов отличается от человеческого, а мыши бегали на тренажёре в условиях, не повторяющих всё разнообразие человеческих тренировок. Учёным ещё предстоит выяснить, каким именно путём сигналы от уставших мышц доходят до гипоталамуса и одинаково ли работают эти нейроны после силовых упражнений и высокоинтенсивных интервальных тренировок.

Авторы считают, что изучение этой связи между мозгом и телом в будущем может помочь создать методы поддержки людей, которым опасно выполнять интенсивные физические упражнения. Исследование «Exercise-induced activation of ventromedial hypothalamic steroidogenic factor-1 neurons mediates improvements in endurance» подготовили Morgan Kindel, Ryan J. Post, Kyle Grose, Louise Lantier, Eunsang Hwang, Jamie R.E. Carty, Lenka Dohnalová, Lauren Lepeak, Hallie C. Kern, Rachael Villari, Nitsan Goldstein, Emily Lo, Albert Yeung, Lukas Richie, Bridget Skelly, Jenna Golub, Manmeet Rai, Teppei Fujikawa, Julio E. Ayala, Joel K. Elmquist, Christoph A. Thaiss, David H. Wasserman, Kevin W. Williams, Erik B. Bloss и J. Nicholas Betley.