Wat bewegen met en voor ons doet Peter J. Beek
Faculteit der Bewegingswetenschappen Vrije Universiteit, Amsterdam Regionaal Genootschap Fysiotherapie West-Nederland Symposium “Praktisch die wetenschap”, 18 maart 2011
Inhoudsopgave • De fysiotherapeut als ‘bewegingsdeskundige’ • Invloed van bewegen op – Bot – Pezen en ligamenten – Spier – Hart-vaatstelsel – Hersenen – Inflammatoire processen • Conclusies
Invloeden op bot • Wet van Wolff: – massa en structuur trabeculair bot resultaat van dynamisch evenwicht van afbraak (osteoclasten) en wederopbouw (osteoblasten), dat mede bepaald wordt door mechanische belasting
• • • • •
Osteoporose = ontregeld evenwicht t.g.v. belasting/hormonen. Inactiviteit (bijv. bij ruimtevaarders) leidt tot botverlies Activiteit leidt tot een toename van botmassa Het gaat om combinatie van belasting en belastingsnelheid Sportspecifieke effecten (zwemmen < fietsen < wandelen < hardlopen < turnen < gewichtheffen) • Botaangroei moet onderhouden worden. Enkele cycli per dag volstaan. Huiskes, 2000
Invloeden op pezen en ligamenten • Maar weinig studies naar effecten van mechanische belasting op pezen en ligamenten, vooral bij dieren • Beweging leidt tot een toename in peesgewicht, crosssectioneel oppervlak, collageeninhoud en sterkte (effecten hangen waarschijnlijk af van de toegepaste belasting) • Immobilisatie leidt niet tot veranderingen in gewicht of collageeninhoud, maar wel tot een afname van crosssectioneel oppervlak, modulus, sterkte en stijfheid • Met remobilisatie komen structurele en materiële eigenschappen weer terug
Wren et al., 2000
Invloeden op spier • Sarcopenie: leeftijdsgerelateerd verlies van spiermassa, kracht en functie • Sarcopenie begint vanaf 40ste levensjaar maar versnelt na 70ste levensjaar (van 1% per jaar naar 3 tot 4% per jaar) • Sarcopenie is sterker bij lichamelijke inactiviteit, maar treedt even zo goed op bij mensen die alleen aëroob actief zijn (ook bij marathonlopers op leeftijd!) • Krachttraining is een belangrijk middel om sarcopenie te bestrijden, maar dit wordt onvoldoende onderkend • 8 tot 10 oefeningen voor alle grote spiergroepen, liefst in samenhang, 2 tot 3 herhalingen, 2 tot 3 per week Vella et al., 2000
Context: Psychologisch Sociaal-economisch Oorzaken: Ontwikkeling Genen Voeding Fysieke (in)activiteit
Sarcopenie: een belangrijke marker van het menselijke verouderingsproces
Interventies: Assessment Dieet Fysieke activiteit Drugs
Gevolgen: Verminderd fysiek prestatievermogen Broosheid Co-morbiditeit Mortaliteit
Jongeren
Piek vasthouden
Spiermassa- en kracht
Groei naar piek
Volwassen
Ouderen
Verlies minimaliseren
Individuele
verschillen
Leeftijd Sayer et al., 2008
Invloeden op hart-vaatstelsel • Lichaamsbeweging (hardlopen, maar ook wandelen)
– reduceert hartslag, systolische en diastolische bloeddruk en (dus ook) de gemiddelde arteriële bloeddruk – verhoogt expressie ‘vascular endothelial growth factor’ – versterkt vasodilatatie en daarmee de doorbloeding, het spiermetabolisme en de zuurstofvoer van spieren, – verhoogde synthese en productie van NO reductie arteriosclerose – gunstig effect op de bloedviscositeit, minder ischemie, betere musculaire biomechanica en gunstig effect op gewicht, de bloeddruk en koolhydraten- en vetmetabolisme (HDL-cholesterol, triglyceriden) – ook op late leeftijd kan nog veel bereikt worden! Hopman, 2000
Invloeden op hart-vaatstelsel • Sarcopenie – verlies van spiermassa, -kracht en –functie met de leeftijd; duidelijke relatie spiermassa en kracht • Sarcopenie begint vanaf je 40ste maar accelereert na je 70ste (van 1% per jaar naar 3 tot 4% per jaar) • Sarcopenie is sterker aanwezig bij gebrek aan lichamelijke inactiviteit, maar doet zich onverkort voor bij mensen die alleen aërobisch actief zijn (ook bij marathonlopers!) • Krachttraining is het middel bij uitstek om sarcopenie te voorkomen en te bestrijden • 8 tot 10 oefeningen voor alle grote spiergroepen, bij voorkeur dynamisch, 2 tot 3 herhalingen, 2 tot 3 per week
Vella et al., 2000
Invloed op hersenen • Vezels van centrale banen vertonen bij expert musici een hogere mate van myelinisatie • Bij expert musici zijn de primaire motorische schorsgebieden voor de handen, het cerebellum en het corpus callosum groter dan bij niet-musici • Functioneel gezien is de mate van interactie tussen de ledematen bij expert musici minder sterk dan bij nietmusici sterkere inhibitie van neurale overspraak • Parallelle versus interactieve organisatie van timekeepers (maar interacties kunnen nooit volledig worden onderdrukt)
Leren jongleren I
Draganski et al., 2004
Leren jongleren I • Leren jongleren leidt tot een transiente en selectieve verandering in de structuur van hersengebieden die een rol spelen bij het verwerken en opslaan van complexe visuele bewegingen (begin van leerproces vooral visueel) • (Vroeg) bewijs dat het leren van een nieuwe taak leidt tot structurele veranderingen in het menselijke brein • Weerlegt de (destijds) gangbare opvatting dat het leren van een nieuwe taak alleen leidt tot functionele veranderingen
Draganski et al., 2004
Leren jongleren II • Wat is het tijdsverloop van de taak-specifieke structurele verandering ? • 20 gezonde pp. leerden cascade met 3 ballen • Data bevestigden eerdere observatie: reeds na 7 dagen training was er een toename in grijze stof zichtbaar in de occipitotemporale schors • De waargenomen verandering konden noch door prestatie noch door oefening alleen verklaard worden • Conclusie: het leren van een nieuwe taak (d.w.z. kwalitatieve verandering) leidt tot grotere structurele veranderingen dan het veranderen van het brein dan gecontinueerde training van een reeds aangeleerde taak Driemeyer al., 2008
Leren jongleren III • Perceptueel-motorische prestaties en adaptatievermogen, reactietijd, bewegingssnelheid en coördinatie nemen alle af op hogere leeftijd; snelheid van informatieverweking neemt af • Grijze massa neemt af in volume, zij het met regionale accenten en op asymmetrische wijze • Vertoont het oudere brein dezelfde structurele verandering met het leren van de jongleertaak als het jonge brein?
Boyke et al., 2008
Resultaten • Hoofdeffecten: – – – – –
RhMT/V5 (18) L Hippocampus Cingulate cortex (24) L Gyrus frontalis superioris (10) R Gyrus precentralis (12)
• Interactie-effecten: – – – –
hMT/V5 R (18) L Hippocampus (18) L Nucleus accumbens R Nucleus accumbens
Boyke et al., 2008
Leren jongleren III • Senioren leren ook een cascadepatroon met 3 ballen, maar ze hebben daar duidelijk meer moeite mee dan 20-jarigen • Net als bij jongeren toename van grijze massa in visuele cortex (area hMT/V5), zij het minder in volume – NB. Maar zij hebben de jongleerbeweging ook minder goed geleerd!
• Bovendien transiente toenames in grijze massa in hippocampus (levenslange neurogenese!) aan de linkerzijde en in de nucleus accumbens bilateraal
Boyke et al., 2008
Boyke et al., 2008
Belang omgevingsverrijking voor ouder wordende brein
Nithianantharajah & Hannan, 2006
Nithianantharajah & Hannan, 2006
Anti-inflammatoire effecten (1) • Inflammatie is natuurlijke strategie van menselijk lichaam om herstel te stimuleren, maar kan ontsporen en chronisch worden • Beweging is essentieel onderdeel van natuurlijke herstelprocessen • Als spieren contraheren, komen er myokines vrij, waaronder Interleukin-6 (IL-6), een cytokine met antiinflammatoire werking • Ratio TNF- en IL-6 is van belang, bepaalt kans op type-II diabetes (TNF- veroorzaakt insulineresistentie) Teta, 2009
Anti-inflammatoire effecten (2) • IL-6 communiceert met hart, lever, vetweefsel en het immuunsysteem • IL-6 zet aan tot vetverbranding en reguleert glucosehuishouding • IL-6 onderdukt productie van pro-inflammatoire cytokines en heeft anti-inflammatoir effect via IL-10, een potente bestrijder van TNF- en IL-1 • Bewegingsgeïnduceerde IL-6 is daarmee een belangrijke factor voor zowel energiehuishouding als weefselherstel
Teta, 2009
Petersen et al., 2005
Anti-inflammatoire effecten (3) • Vrijkomen van IL-6 is direct gevolg van beweging • Korte, intensieve oefeningen zijn hiervoor het meest effectief glycogeendepletie en aanmaak van testosteron en vooral groeihormoon • Langdurige inspanning leidt ook tot glycogeendepletie maar tevens tot de productie van zoveel cortisol dat dit niet meer gecompenseerd kan worden met groeifactoren • Korte perioden van ‘all-out effort’ afgewisseld met rust; combinatie van krachttraining (liefst geïntegreerd) en aërobe training • Kortom: exercise is medicine Teta, 2009
breinreactie:
activiteit:
inactiviteit:
alles langzamer
productie IL-6 en IGF-1 (insulin like
geen anticipatie
+
lagere prioriteit routines
growth factor 1)
+
–
meer productie ontstekingsmediatoren
+
inflammatoire processen – ontspanning: meer acetylchonie
+ productie van cortisol
+
stress: meer adrenerge
+
activiteit
Eten • Common sense: koolhydraten, vetten, eiwitten (1:1:1) – Zo min mogelijk geraffineerde suikers – Zo min mogelijk verzadigde vetten en transvetten – Maar ook oppassen met meervoudig onverzadigde vetten! • • • • •
Arachidonzuur (AA, 6) – inflammatoir Eicosapentaanzuur (EPA, 3) – anti-inflammatoir Docosahexaanzuur (DHA , 3) - anti-inflammatoir Linoleenzuur (LNA, 3) - anti-inflammatoir Linolzuur (LA, 6) - anti-inflammatoir (onder bepaalde voorwaarden)
– Verhouding AA:EPA is 20:1 in VS en Europa, circa 1,5:1 op Kreta en in Japan; hoogte verhouding bepaalt pro-inflammatoire toestand van cellen en daarmee de snelheid van veroudering
Input-output • Bekend experiment met 3 groepen ratten – – – –
A: minimale intake om in leven te blijven B: normaal dieet C: overvloedig dieet Groep A leeft 3 keer zo lang als groep B en 4 keer zo lang als groep C • NB. Dieet A zorgt er ook voor dat er minder spiermassa verloren gaat
• Wij eten snel te veel in verhouding tot hoe veel we bewegen – Bruine boterham: 330 kJ, met boter en kaas: 820 kJ; 1 Mars-reep: 1000 kJ; 100 g pinda’s: 2450 kJ – 1 minuut rust: 4 kJ, 1 min wandelen: 21 kJ; 1 minuut fietsen: 29 kJ; 1 minuut traplopen: 42 kJ – Zakje pinda’s staat dus gelijk aan circa 1 uur traplopen!
• Tijdstip van eten speelt een rol bij omzetting in-take in vet
Type 2 insuline resistente) diabetes • Strikt gecontroleerde in-take (hoe is heftig debat) • Bewegen is een ‘must’ (richtlijn (bewust!) te conservatief) leidt tot verlaging HbA1c en controleert gewicht, m.n. abdominaal vet moet in-check gehouden worden • Krachttraining heeft onafhankelijk positief effect! – Hoe groter de spiermassa, hoe groter verbranding in rust, des te meer glucose uit het bloed verdwijnt. – Toename van insuline-sensitiviteit; pancreas hoeft minder insuline aan te maken
Conclusies • Bewegen heeft een positief effect op vrijwel alle cellen, organen, weefsels en processen van het mensenlijk lijf: “exercise is medicine!” (en dan nog het goedkoopste ook) • In het gevecht met het ‘metabool syndroom’ (overgewicht, hoge bloeddruk, hoge triglycerides, insuline-resistentie) ligt de nadruk te zeer op dieet en te weinig op beweging • Bewegen heeft een onderbenutte helende kwaliteit • Aërobe training en krachttraining hebben complementaire effecten; te veel nadruk op aërobe training • Kortstondig effectief bewegen heeft specifieke effecten die niet op een andere wijze gerealiseerd kunnen worden
