Τα ευεργετικά οφέλη της σωματικής άσκησης είναι πάρα πολλά για την υγεία και την ευημερία του ανθρώπινου οργανισμού, καθώς προάγει την εύρυθμη λειτουργία του καρδιαγγειακού και αναπνευστικού συστήματος. Ειδικότερα, η τήρηση ενός τακτικού προγράμματος σωματικής άσκησης μέτριας έντασης ενισχύει το ανοσοποιητικό και μυοσκελετικό σύστημα. Μελέτες αναφέρουν ότι, βελτίωση της φυσικής κατάσταση του ατόμου συνοδοιπορεί με μακροπρόθεσμη πρόληψη της εμφάνισης χρόνιων νοσημάτων, όπως παχυσαρκία, καρδιαγγειακά και σακχαρώδη διαβήτη τύπου 2.^1,2

Παράλληλα, η σωματική άσκηση ενισχύει τη γνωσιακή και εγκεφαλική λειτουργία, ενώ ταυτόχρονα προστατεύει το άτομο έναντι της ανάπτυξης χρόνιων νευροεκφυλιστικών νοσημάτων, όπως η νόσος Alzheimer.³ Ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει προσαρμοστικές ικανότητες αλλαγής των δομικών και λειτουργικών του ικανοτήτων, γεγονός που ενισχύει τη δυνατότητα απόκτησης νέων μαθησιακών και εκτελεστικών δεξιοτήτων. Υποστηρίζεται ότι, η φυσική δραστηριότητα ενισχύει την προσαρμοστική ικανότητα των εγκεφαλικών κυττάρων στην ενίσχυση των ήδη υπάρχουσων νοητικών δυνατοτήτων ή στην προαγωγή της απόκτησης νέων γνωσιακών δεξιοτήτων. Ειδικότερα, ο προτεινόμενος μηχανισμός προαγωγής της νοητικής απόδοσης μέσω της σωματικής άσκησης προκύπτει μέσα από μια διαδικασία ενίσχυσης της πλαστικότητας των εγκεφαλικών κυττάρων, η οποία οδηγεί σε ενδυνάμωση των ατομικών συμπεριφορικών δυνατοτήτων προσαρμογής σε νέα εξωτερικά ερεθίσματα.⁴ Οι ενδογενείς νευροτροφίνες, όπως ο IGF-1 (Insulin-like Growth Factor 1) και ο BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) είναι πολυπεπτιδικές μεγαλομοριακές ουσίες, οι οποίες διαθέτουν νευροπροστατευτική και νευροαναγεννητική δράση, μέσω ενίσχυσης της μυελίνωσης των νευρώνων, γένεσης νέων νευρικών συνάψεων και αγγειογένεσης.⁵ Σύμφωνα με μελέτες, τα επίπεδα BDNF στο πλάσμα του αίματος φαίνεται να αυξάνονται στον ανθρώπινο οργανισμό μετά την ολοκλήρωση μιας οξείας συνεδρίας άσκησης και να επανέρχονται σε φυσιολογικά επίπεδα εντός ολίγων ωρών.^6-8 Ενώ, ορισμένες μετέπειτα μελέτες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι, τα επίπεδα BDNF στον ορό μπορούν να παραμείνουν αυξημένα μετά την ολοκλήρωση μιας προπονητικής συνεδρίας αντοχής, ακόμη και, για μερικούς μήνες.^9,10

Δεδομένης της επίδρασης της άσκησης στην ενίσχυση των κυκλοφορούντων νευροτροφινών, καθίσταται εμφανής η σημαντικότητα της ωφέλιμης δράσης της σωματικής άσκησης στην υψηλού επιπέδου νευροπλαστικότητα, που χαρακτηρίζει το άτομο κατά τις δυο πρώτες δεκαετίες της ζωής του. Υποστηρίζεται ότι, τα οφέλη της σωματικής άσκησης στην ενίσχυση της νοητικής απόδοσης είναι πιο έντονα στα παιδιά και τους νεαρούς ενήλικες, σε σύγκριση με τους ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας.¹¹ Συνεπώς, βελτίωση της νοητικής απόδοσης των παιδιών και των εφήβων ως προς την ικανότητα αντίληψης και την απόκτηση νέων δυνατοτήτων προσαρμογής στα εξωγενή ερεθίσματα, αποτελεί βασικό παράγοντα ενίσχυσης της ακαδημαϊκής απόδοσής τους.

Πιο συγκεκριμένα, πρόσφατα δημοσιευμένη μελέτη παρέμβασης¹², συνέκρινε την επίδραση οξείας συνεδρίας άσκησης στην απόδοση των εκτελεστικών λειτουργιών με την αντίστοιχη επίδραση συνδυασμένης πνευματικής και σωματικής άσκησης σε 29 νεαρούς ενήλικες (μέσης ηλικίας 23 ετών) και 29 ηλικιωμένους (μέσης ηλικίας 71 ετών). Οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν μια συνεδρία μέτριας έντασης άσκησης (60% της μέγιστης καρδιακής συχνότητας) σε κυκλοεργόμετρο, διάρκειας 20 λεπτών. Πιο συγκεκριμένα, οι μισοί συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν την άσκησή τους σε ένα διαδραστικό πλαίσιο εικονικής πραγματικότητας με ελάχιστη έως μηδενική ανάγκη πνευματικής εγρήγορσης, ενώ οι υπόλοιποι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν την ίδια άσκηση στο κυκλοεργόμετρο, παίζοντας ένα βιντεοπαιχνίδι, το οποίο απαιτούσε υψηλό επίπεδο πνευματικής εγρήγορσης. Αναφορικά με τα αποτελέσματα της μελέτης, παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική μείωση του χρόνου αντίδρασης των συμμετεχόντων, κατά 16,51 χιλιοστά του δευτερολέπτου, μετά την ολοκλήρωση της άσκησης, σε σύγκριση με το χρόνο αντίδρασης των συμμετεχόντων πριν την άσκηση. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσίασε το γεγονός ότι, ο χρόνος αντίδρασης μειώθηκε, κατά 11%, περισσότερο στους ηλικιωμένους συμμετέχοντες, σε σύγκριση με τους νεαρούς συμμετέχοντες (Διάγραμμα 1).

Από την άλλη πλευρά, άλλη μελέτη¹³, που διεξήχθει σε άτομα διαφόρων ηλικιών (20-60 ετών), κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, η θετική συσχέτιση μεταξύ σωματικής άσκησης και βελτίωσης της νοητικής απόδοσης ήταν σημαντικά πιο ισχυρή στην ομάδα των νεαρών ατόμων. Παρόλα αυτά, βασικό συμπέρασμα της μελέτης αποτέλεσε το γεγονός ότι, οι ενήλικες με υψηλά επίπεδα φυσικής δραστηριότητας είχαν σημαντικά υψηλότερα σκορ στα τεστ γνωστικής λειτουργίας, όφελος το οποίο διατηρήθηκε με πάροδο των ετών. Επομένως, η τήρηση συστηματικής φυσικής δραστηριότητας καθ’όλη τη διάρκεια της ενήλικης ζωής μπορεί να οδηγήσει σε μείωση του ρυθμού έκπτωσης της μνήμης και άλλων γνωστικών λειτουργιών κατά την τρίτη ηλικία. Σε παρόμοια αποτελέσματα κατέληξε παλαιότερη μετα-ανάλυση 44 μελετών (Sibley and Etnier 2003), η οποία ανέδειξε την ύπαρξη στατιστικά σημαντικής θετικής συσχέτισης μεταξύ της σωματικής δραστηριότητας και της νοητικής απόδοσης των ατόμων. Ειδικότερα, το σύνολο των ανασκοπούμενων μελετών της συγκεκριμένης μετα-ανάλυσης κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, τόσο η συστηματική φυσική δραστηριότητα, όσο και μεμονομένες συνεδρίες άσκησης μπορούν να ενισχύσουν το επίπεδο πνευματικής εγρήγορσης και συντονισμού των νοητικών διεργασιών των παιδιών και των εφήβων.

Άλλη μελέτη παρέμβασης¹⁵ διεξήχθει με σκοπό την εκτίμηση της επίδρασης μιας οξείας συνεδρίας άσκησης στην απόκριση της εγκεφαλικής λειτουργίας των συμμετεχόντων, μέσω ηλεκτροεγκεφαλογραφήματος, καθώς και στη συμπεριφορική απόδοση των εφήβων. Δείγμα της μελέτης αποτέλεσαν 30 έφηβοι (μέσης ηλικίας 14 ετών), εκ των οποίων οι 15 χαρακτηρίστηκαν ως υψηλού επιπέδου φυσικής δραστηριότητας, ενώ οι υπόλοιποι 15 ως χαμηλού επιπέδου φυσικής δραστηριότητας. Οι συμμετέχοντες ολοκλήρωσαν μια συνεδρία άσκησης διάρκειας 20 λεπτών, την οποία ακολουθούσε μια συνεδρία ανάπαυσης ίσης διάρκειας. Κατά τη διάρκεια των 2 συνεδριών οι συμμετέχοντες παρακολούθησαν μια ταινία και στη συνέχεια υποβλήθηκαν σε ένα τεστ ερωτήσεων σχετικών με το περιεχόμενο παρακολούθησης, έτσι ώστε να αξιολογηθεί το εύρος των νοητικών τους λειτουργιών. Η μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι, τόσο συστηματικά υψηλά επίπεδα φυσικής δραστηριότητας, όσο και μεμονομένες συνεδρίες άσκησης μπορούν να βελτιώσουν τη νοητική απόδοση των εφήβων, μέσω ενίσχυσης των ικανοτήτων εστιασμένης αντίληψης. Ειδικότερα, παρατηρήθηκε ότι, οι συμμετέχοντες με υψηλό επίπεδο φυσικής δραστηριότητας είχαν σημαντικά υψηλότερο χρόνο αντίδρασης έναντι εξωτερικών ερεθισμάτων κατά τη διάρκεια της άσκησης, σε σύγκριση με την περίοδο ανάπαυσης (Εικόνα 1, Διάγραμμα Α). Ακόμη, οι συμμετέχοντες με χαμηλό επίπεδο φυσικής δραστηριότητας εμφάνισαν υψηλότερο ρυθμό λανθασμένων απαντήσεων, σε σύγκριση με τους εφήβους υψηλής φυσικής δραστηριότητας κατά την περίοδο ανάπαυσης (Εικόνα 1, Διάγραμμα Β).

Αναφορικά με την επίδραση της άσκησης στην ακαδημαϊκή επίδοση των παιδιών και των εφήβων, αρκετές μελέτες^16-19 δείχνουν ότι η ένταξη ενός συστηματικού εβδομαδιαίου προγράμματος φυσικής δραστηριότητας στα σχολεία, ως τμήμα του προγράμματος σπουδών, οδηγεί σε βελτίωση της ακαδημαϊκής επίδοσης των μαθητών. Πιο συγκεκριμένα, τα παιδιά που συμμετείχαν σε επιπρόσθετα προγράμματα φυσικής δραστηριότητας (άσκηση μέτριας έντασης διάρκειας 45 λεπτών x 3-4 φορές/εβδ), πέραν του τυπικού μαθήματος της φυσικής αγωγής, σημείωσαν σημαντικά υψηλότερη επίδοση σε τεστ ορθογραφίας και επίλυσης μαθηματικών ασκήσεων, σε σύγκριση με τα παιδιά που τηρούσαν μεμονωμένα το πρόγραμμα φυσικής δραστηριότητας του σχολείου (άσκηση μέτριας έντασης διάρκειας 45 λεπτών x 1-2 φορές/εβδ).

Η κινητοποίηση του συμπαθητικού νευρικού συστήματος και η ταυτόχρονη μεγιστοποίηση της έκκρισης κατεχολαμινών αμέσως μετά την άσκηση σχετίζεται με ενίσχυση της νοητικής απόδοσης των ασκούμενων ως προς τη βελτίωση της ικανότητας λήψης αποφάσεων. Τα συγκεκριμένα οφέλη, όμως, φαίνεται πως ενισχύονται ακόμη περισσότερο από την επαρκή πρόσληψη υδατανθράκων και υγρών, ενώ δεν επηρεάζονται σημαντικά από το επίπεδο φυσικής κατάστασης του ατόμου.²⁰

Επομένως, το μέγεθος της ωφέλιμης επίδρασης της σωματικής άσκησης στη νοητική απόδοση και την ακαδημαϊκή επίδοση των ατόμων, ενδεχομένως, τροποποιείται από ένα σύνολο παραγόντων που περιλαμβάνει τη συστηματικότητα διεξαγωγής σωματικής άσκησης, το επίπεδο φυσικής κατάστασης, το τηρούμενο διαιτολόγιο του ατόμου, καθώς, και τα επίπεδα υδάτωσης. Συνοψίζοντας, λοιπόν, η σωματική άσκηση και, κυρίως, η εβδομαδιαία ένταξη συστηματικής φυσικής δραστηριότητας μέτριας έντασης μπορεί να ενισχύσει τη νοητική απόδοση των ατόμων και, κατ’επέκτασην να βελτιώσει τις ακαδημαϊκές τους επιδόσεις.

1. Schuler, G., Adams, V. and Goto, Y., 2013. Role of exercise in the prevention of cardiovascular disease: results, mechanisms, and new perspectives. European heart journal, 34(24), pp.1790-1799.
2. Dunkley, A.J., Bodicoat, D.H., Greaves, C.J., Russell, C., Yates, T., Davies, M.J. and Khunti, K., 2014. Diabetes prevention in the real world: effectiveness of pragmatic lifestyle interventions for the prevention of type 2 diabetes and of the impact of adherence to guideline recommendations: a systematic review and meta-analysis. Diabetes care, 37(4), pp.922-933.
3. Kramer, A.F. and Erickson, K.I., 2007. Capitalizing on cortical plasticity: influence of physical activity on cognition and brain function. Trends in cognitive sciences, 11(8), pp.342-348.
4. Hötting, K. and Röder, B., 2013. Beneficial effects of physical exercise on neuroplasticity and cognition. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 37(9), pp.2243-2257.
5. Vaynman, S. and Gomez‐Pinilla, F., 2006. Revenge of the “sit”: how lifestyle impacts neuronal and cognitive health through molecular systems that interface energy metabolism with neuronal plasticity. Journal of neuroscience research, 84(4), pp.699-715.
6. Gold, S.M., Schulz, K.H., Hartmann, S., Mladek, M., Lang, U.E., Hellweg, R., Reer, R., Braumann, K.M. and Heesen, C., 2003. Basal serum levels and reactivity of nerve growth factor and brain-derived neurotrophic factor to standardized acute exercise in multiple sclerosis and controls. Journal of neuroimmunology, 138(1), pp.99-105.
7. Winter, B., Breitenstein, C., Mooren, F.C., Voelker, K., Fobker, M., Lechtermann, A., Krueger, K., Fromme, A., Korsukewitz, C., Floel, A. and Knecht, S., 2007. High impact running improves learning. Neurobiology of learning and memory, 87(4), pp.597-609.
8. Knaepen, K., Goekint, M., Heyman, E.M. and Meeusen, R., 2010. Neuroplasticity-exercise-induced response of peripheral brain-derived neurotrophic factor. Sports medicine, 40(9), pp.765-801.
9. Seifert, T., Brassard, P., Wissenberg, M., Rasmussen, P., Nordby, P., Stallknecht, B., Adser, H., Jakobsen, A.H., Pilegaard, H., Nielsen, H.B. and Secher, N.H., 2009. Endurance training enhances BDNF release from the human brain. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 298(2), pp.R372-R377.
10. Zoladz, J.A., Pilc, A., Majerczak, J., Grandys, M., Zapart-Bukowska, J. and Duda, K., 2008. Endurance training increases plasma brain-derived neurotrophic factor concentration in young healthy men. J Physiol Pharmacol, 59(Suppl 7), pp.119-132.
11. Hillman, C.H., Castelli, D.M. and Buck, S.M., 2005. Aerobic fitness and neurocognitive function in healthy preadolescent children. Medicine & science in sports & exercise, 37(11), pp.1967-1974.
12. Dimitrova, J., Hogan, M., Khader, P., O’Hora, D., Kilmartin, L., Walsh, J.C., Roche, R. and Anderson-Hanley, C., 2017. Comparing the effects of an acute bout of physical exercise with an acute bout of interactive mental and physical exercise on electrophysiology and executive functioning in younger and older adults. Aging clinical and experimental research, 29(5), pp.959-967.
13. Bielak, A.A., Cherbuin, N., Bunce, D. and Anstey, K.J., 2014. Preserved differentiation between physical activity and cognitive performance across young, middle, and older adulthood over 8 years. Journals of Gerontology Series B: Psychological Sciences and Social Sciences, 69(4), pp.523-532.
14. Sibley, B.A. and Etnier, J.L., 2003. The relationship between physical activity and cognition in children: a meta-analysis. Pediatric exercise science, 15(3), pp.243-256.
15. Hogan, M., Kiefer, M., Kubesch, S., Collins, P., Kilmartin, L. and Brosnan, M., 2013. The interactive effects of physical fitness and acute aerobic exercise on electrophysiological coherence and cognitive performance in adolescents. Experimental brain research, 229(1), pp.85-96.
16. Pontifex, M.B., Saliba, B.J., Raine, L.B., Picchietti, D.L. and Hillman, C.H., 2013. Exercise improves behavioral, neurocognitive, and scholastic performance in children with attention-deficit/hyperactivity disorder. The Journal of pediatrics, 162(3), pp.543-551.
17. Reed, J.A., Einstein, G., Hahn, E., Hooker, S.P., Gross, V.P. and Kravitz, J., 2010. Examining the impact of integrating physical activity on fluid intelligence and academic performance in an elementary school setting: a preliminary investigation. Journal of Physical Activity and Health, 7(3), pp.343-351.
18. Ericsson, I. and Karlsson, M.K., 2014. Motor skills and school performance in children with daily physical education in school–a 9‐year intervention study. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 24(2), pp.273-278.
19. Ardoy, D.N., Fernández‐Rodríguez, J.M., Jiménez‐Pavón, D., Castillo, R., Ruiz, J.R. and Ortega, F.B., 2014. A Physical Education trial improves adolescents' cognitive performance and academic achievement: the EDUFIT study. Scandinavian journal of medicine & science in sports, 24(1). Brisswalter, J., Collardeau, M. and René, A., 2002. Effects of acute physical exercise characteristics on cognitive performance. Sports medicine, 32(9), pp.555-566.

Η Επιστημονική ομάδα Νutrilab
Δρ. Mπάρδης Κων/νος – Επιστημονικός Υπεύθυνος Nutrilab – Διδάκτωρ Eπιστήμης Διαιτολογίας & Διατροφής Χαροκοπείου Πανεπιστημίου - Μεταδιδακτορικός Ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Αρκάνσας των ΗΠΑ – Human Performance Lab
Καραγκούνη Ηλιάνα – Διαιτολόγος Queen Margaret University of Edinburgh, RN, MSc Κλινικής Διατροφής Χαροκοπείου Πανεπιστημίου Αθηνών, PhD(c)