Wenn es um körperliche Bewegung geht, neigen wir nicht dazu, zu berücksichtigen, wie wichtig unser Gehirn ist, um unseren ganzen Körper am Laufen zu halten. Aber unsere Fähigkeit, unsere Muskeln zu kontrollieren - damit sie sich zusammenziehen und entspannen - und unseren Körper genau so zu bewegen, wie wir es wollen, wird letztlich von unserem Gehirn bestimmt.

Dieses lebenswichtige Organ hat die Aufgabe, die kostbaren elektrischen Impulse zu erzeugen, die immer wieder Muskelkontraktionen auslösen und unseren Körper in Bewegung halten, so wie wir es wollen. Die genaue Art und Weise, wie das menschliche Gehirn extremen Bedingungen von Umweltstress und körperlicher Belastung gewachsen ist, ist noch nicht vollständig verstanden. Aber neue Forschung Ich habe am Center for Sports Medicine der Brunel University gearbeitet und gezeigt, wie das Gehirn darauf reagiert, während intensiven Trainings dehydriert zu werden.

Es ist allgemein bekannt, dass Menschen, die in heißem Umfeld arbeiten oder konkurrieren und durch das Schwitzen erhebliche Mengen an Körperflüssigkeiten stark dehydrieren, früher müde werden und sich ihre Leistung drastisch verschlechtert. Aber die Rolle des Gehirns bei dieser Ermüdung herauszufinden, ist eine große Herausforderung.

Es ist seit langem bekannt, dass Dehydration durch Training in der Hitze schädlich den Blutfluss zu den Muskeln des Körpers beeinflusst - das ist grundlegend für den Transport von Sauerstoff und die Erzeugung der benötigten Energie Halte Muskeln effektiv. Vor diesem Hintergrund haben wir gefragt, ob das Gehirn auch ein Energiedefizit haben könnte, was erklären könnte, warum Sportler sich früher müde fühlen und verlangsamen oder vorzeitig aufhören zu trainieren, wenn sie merklich dehydriert sind.

Wir haben uns vorgenommen, die Auswirkungen von Dehydratation auf die Versorgung des Gehirns mit Blut und Sauerstoff besser zu verstehen und die Konsequenzen, die sich daraus für die Stoffwechselprozesse ergeben, die die für eine optimale Funktion des Gehirns erforderliche Energie erzeugen. Die Kombination von präzisen Messungen des Blutflusses und der Blutproben zum und vom Gehirn ermöglichte es uns, neue Erkenntnisse über das menschliche Gehirn bei der Arbeit während des Trainings zu gewinnen.

Der intelligente Mechanismus

Neben der Feststellung, wie wichtig es für das Gehirn ist, hydratisiert zu bleiben, fanden wir heraus, dass das menschliche Gehirn einen "intelligenten" Mechanismus besitzt, um die Herausforderung einer reduzierten Blut- und Sauerstoffversorgung zu bewältigen. Wir sammelten Daten über den Blutfluss zum Gehirn unter Verwendung neuer Techniken, um die Blutgeschwindigkeit und den Durchmesser der Arteria carotis interna zu messen, dem Hauptgefäß, das Blut an das Gehirn liefert. Wir haben auch den Sauerstoffgehalt im Blut gemessen, das das Gehirn und die Vena jugularis interna versorgt, die Blut aus dem Gehirn ableiten.

Diese Messungen ermöglichen es uns, den Unterschied zwischen der Menge an Sauerstoff, die in das Gehirn gelangt, und der Menge, die aus dem Kreislauf für den metabolischen Gebrauch extrahiert wird, zu bestimmen. Wir berechneten dann den aeroben Stoffwechsel des Gehirns während verschiedener Trainingsstadien und -bedingungen. Die Messungen wurden bei zehn trainierten Männchen während eines inkrementellen Zyklus bis zur völligen Erschöpfung in einer heißen Umgebung durchgeführt und unter kontrollierten, dehydratisierten und rehydratisierten Zuständen verglichen.

Die Daten, die wir im Journal of Physiology veröffentlicht haben, zeigen, dass Dehydration, wenn Menschen bis zur Erschöpfung trainieren, eine frühzeitige Verringerung des Blutflusses im Gehirn verursacht. Aber um dies zu kompensieren, erhöht sich die Sauerstoffextraktion aus dem Blut, das im Gehirn zirkuliert, was die Fähigkeit des Gehirns, Sauerstoff und Funktion zu verarbeiten, schützt.

Diese Daten zeigten, dass das Gehirn besser mit den Belastungen der Dehydration und der körperlichen Anstrengung zurechtkommt als die Muskeln des Körpers. Aus einer evolutionären Perspektive ist dies vollkommen sinnvoll - die Gehirnfunktion liegt in der Hierarchie der Systeme des menschlichen Körpers an erster Stelle, da kleine Beeinträchtigungen in ihrer Funktion tödlich sein können.

Dehydration reduzierte die Körpermasse, erhöhte innere Körpertemperatur, verringerte Hirndurchblutung und verringerte Leistungsfähigkeit. Umgekehrt verhinderte eine regelmäßige Aufnahme von Flüssigkeiten die Veränderung der Körpermasse und der Temperatur und stellte die normale Belastungskapazität und die Dynamik des Gehirnblutflusses wieder her.

Diese Erkenntnisse fördern unser Verständnis davon, wie das menschliche Gehirn auf anstrengende körperliche Betätigung reagiert. Es ist jetzt klar, dass Bedingungen, die auf extreme Belastung des Körpers hinweisen, den Blutfluss zu vielen Teilen des Körpers einschließlich des Gehirns reduzieren. Aber dieses lebenswichtige Organ ist in der Lage, den Sauerstoffverbrauch zu bewahren, der für die Aufrechterhaltung seiner Funktion von größter Bedeutung ist.

Die Ergebnisse bestätigen auch deutlich die Empfehlung, dass Menschen während des Trainings Flüssigkeiten trinken, da dies zur Leistungsoptimierung beiträgt.

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Über den Autor

José González-Alonso ist Professor (Bewegung und kardiovaskuläre Physiologie); Direktor (Zentrum für Sportmedizin und menschliche Leistungsfähigkeit) an der Brunel University. Die Forschung von José González-Alonso dreht sich um zwei Bereiche der menschlichen integrativen kardiovaskulären Physiologie, die wichtige Implikationen sowohl für die sportliche Leistung als auch für die körperliche und körperliche Belastbarkeit haben. Der erste befasst sich mit kardiovaskulären Reaktionen auf körperliche Bewegung unter Verwendung von Interventionen wie Hitzestress, Dehydration und große gegen kleine Muskelmasse Übung, um zu untersuchen, wie der menschliche Körper mit Bedingungen, die das Herz-Kreislauf-System zu seiner regulatorischen Kapazität steuern.

Disclosure: Jose Gonzalez-Alonso erhielt finanzielle Unterstützung vom Gatorade Sportwissenschaftlichen Institut, das sich im Besitz von PepsiCo Inc. befindet.

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