Aerobisen juoksuharjoittelun ja korkean intensiteetin intervalliharjoittelun vaikutukset hippokampuksen neurogeneesiin ja vaskularisaatioon rotilla

Abstract

TIIVISTELMÄ

Petra Johansson (2014). Aerobisen juoksuharjoittelun ja korkean intensiteetin intervalliharjoittelun vaikutukset hippokampuksen neurogeneesiin ja vaskularisaatioon rotilla. Liikuntabiologian laitos, Jyväskylän yliopisto, Pro gradu -tutkielma, 55 s.

Johdanto. Juoksuharjoittelun on todettu vaikuttavan myönteisesti oppimiseen, muistiin sekä aivojen toimintaan. Juoksuharjoittelu lisää hippokampuksen pykäläpoimun neurogeneesiä eri ikäryhmissä. Lisäksi juoksun on todettu vaikuttavan nuorilla pykäläpoimun vaskularisaatioon. Tarkoitus. Hippokampuksen neurogeneesiä ja vaskularisaatiota on tutkittu lähinnä vain aerobisella juoksuharjoittelulla. Tämän vuoksi tässä tutkimuksessa tutkittiin sekä aerobisen juoksun että korkean intensiteetin intervalliharjoittelun (high intensity interval training = HIIT) vaikutuksia neurogeneesiin. HIIT:ssä anaerobisen energiantuoton osuus on voimakas. Menetelmät. Tutkimuksessa oli 44 Yhdysvalloista hankittua HRT -kannan rottaa (high responders for aerobic training=korkea vastine aerobiseen harjoitteluun), jotka jaettiin neljään ryhmään. Ryhmät olivat juoksupyöräharjoitteluryhmä eli aerobinen juoksuhäkkiharjoittelu (running wheel training=RW), HIIT ja kaksi eri kontrolliryhmää (C=control=kontrolliryhmä, joka juoksi testijuoksut ennen ja jälkeen harjoittelun ja SedC=sedentary control=kontrolliryhmä, joka ei juossut ollenkaan). Ennen intervention alkua C-, RW- ja HIIT -ryhmiltä testattiin maksimaalinen juoksukapasiteetti juoksutestillä. Interventio kesti seitsemän viikkoa. Intervention ajan RW -rotilla oli vapaa pääsy juoksupyörille vuorokauden ympäri. HIIT -rotat harjoittelivat kolmesti viikossa korkean intensiteetin intervalliharjoittelua. HIIT-ohjelma koostui 15 minuutin harjoituksesta, jossa vaihteli kolmen minuutin juoksu 85-90 % tasolla maksimikapasiteetista ja kahden minuutin juoksu 50 % tasolla maksimikapasiteetista. HIIT -rotille määritettiin viikoittain maksimaalinen juoksukapasiteetti. Intervention jälkeen myös C- ja RW -rotilta määritettiin uudestaan maksimaalinen juoksukapasiteetti. SedC -ryhmän rotat eivät juosseet ollenkaan kokeen aikana. Intervention jälkeen rotat lopetettiin ja rottien aivot kerättiin talteen. SedC-, HIIT- ja RW -ryhmien aivot viipaloitiin hippokampuksen alueelta. Viipaleista analysoitiin neurogeneesiä Doublecortin -värjäyksellä ja vaskularisaatiota RECA-1 -värjäyksellä. Tulokset. Aerobisen juoksuharjoittelun todettiin lisäävän neurogeneesiä selvästi verrattuna SedC- ja HIIT -ryhmiin (p <.001 molemmissa). Tutkimus antoi myös viitteitä siitä, että HIIT voi lisätä neurogeneesiä kontrolliin verrattuna (p =.089). Vaskularisaatiossa ei saatu näkyviin eroja ryhmien välillä. Lisäksi neurogeneesin todettiin olevan positiivisesti yhteydessä parempaan fyysiseen suorituskykyyn (p <.001) ja juoksussa kehittymiseen (p =.036). Johtopäätös. Rottien hippokampuksen neurogeneesin määrä kasvaa huomattavasti aerobisen harjoittelun seurauksena. Aerobisen harjoittelun todettiin olevan tehokkaampi harjoittelumuoto HIIT:iin verrattuna, kun tarkasteltiin neurogeneesiä. Vaikka juoksuharjoittelulla pystytään vaikuttamaan neurogeneesin määrään vielä rottien keski-iässä, niin vaskularisaatioon aerobisella harjoittelulla ja HIIT:lla ei ole enää vaikutusta keski-ikäisillä rotilla.