Người chạy marathon lấy chất bọc tế bào não để tiếp nhiên liệu cho cuộc đua

Các tấm ảnh cộng hưởng từ cho thấy não bộ của những người chạy marathon có thể sử dụng hợp chất béo myelin như nhiên liệu cho cuộc đua. Phát hiện này có thể dẫn đến việc điều trị các bệnh suy giảm thần kinh.

Một hợp chất béo bao bọc quanh các sợi thần kinh có thể cách ly các tín hiệu điện lan truyền từ các tế bào thần kinh, giờ được phát hiện ra có thể là một nguồn năng lượng cho não – đặc biệt kho lưu trữ năng lượng đang dần cạn. Điều này được gợi từ những bức ảnh quét não bộ của những vận động viên chạy đường dài, được thực hiện trước và sau khi họ tham gia các cuộc thi marathon.

Các bản quét cho thấy các mức của hợp chất cách điện – myelin – suy giảm trong các vùng não tham gia vào việc quá trình kiểm soát vận động, xử lý cảm xúc và biểu hiện cảm xúc sau những nỗ lực tranh tài đó và chỉ trở lại mức bình thường ở khoảng thời gian hai tháng sau cuộc thi.

Dẫu ý tưởng về myelin như một nguồn năng lượng không hoàn toàn mới, mọi người đã kiểm tra xem liệu điều này có diễn ra với các vận động viên chạy đường dài không, theo Carlos Matute, một vận động viên marathon và nhà khoa học thần kinh tại ĐH Basque Country tại Leioa, Tây Ban Nha, dẫn dắt nghiên cứu mới được xuất bản trên tạp chí Nature Metabolism. “Những phát hiện này mở ra con đường xem xét các lipids myelin đóng góp vào chuyển hóa năng lượng não, ít nhất trong những điều kiện nhất định”.

Sự mất mát theo thời gian của myelin sau một cuộc đua không phải là những gì mà các vận động viên phải lo ngại, Matute cho biết thêm. Nhóm nghiên cứu của ông hiện nay đang thực hiện các nghiên cứu để kiểm tra xem việc suy giảm myelin có ảnh hưởng tạm thời đến chức năng nhận thức không, và đến nay chưa thấy kết quả nào như vậy, qua đó cho thấy tác động này ở mức rất nhỏ hoặc không tồn tại. “Không có những thay đổi lớn trong chức năng não”, ông nói. Trên thực tế, Matute nghi ngờ việc sử dụng hoặc bổ sung myelin cũng có lợi ích bởi vì nó “rèn luyện bộ máy chuyển hóa của bộ não”.

Mustapha Bouhrara, người nghiên cứu về hình ảnh não và lão hóa tại Viện Sức khỏe quốc gia Mỹ ở Maryland, đồng ý với nhận định này. Việc suy giảm myelin chỉ diễn ra trong một thời gian ngắn, vì  vậy không đáng lo ngại, ông nói, và quá trình này dạy cho bộ não cách phục hồi thật nhanh myelin, “có thể rất rất có lợi ích”.

Marathon truyền cảm hứng

Ý tưởng nghiên cứu đến với Matute, người đã tham gia 18 cuộc thi marathon, trong suốt quá trình tập luyện. Ông tự hỏi cách con người có thể cạnh tranh những cuộc đua như thế nào. Việc có nhiều myelin trong bộ não – chiếm khoảng 40% hệ thần kinh trung ương – và thành phần chất béo của nó khiến Matute đặt câu hỏi liệu bộ não phải sử dụng hợp chất này “có chiến lược”, cho phép nó tiếp sức khi những nguồn năng lượng khác dần cạn.

Nhóm nghiên cứu của ông đã sử dụng những bức ảnh cộng hưởng từ để quét các bộ não của 10 vận động viên – 8 nam và 2 nữ – trong vòng 48 giờ trước và sau khi họ thi đấu ở nhiều cuộc thi marathon tại Tây Ban Nha vào năm 2022 và 2023. Các tác giả tìm thấy các mức myelin giảm đi đáng kể ở 12 vùng não sau khi chạy so với trước khi chạy. “Không nhiều lắm nhưng rõ ràng là có suy giảm trong những vùng nhất định của não,” Matute nói.

Các khu vực bị ảnh hưởng bao gồm điều phối vận động, nhận thức cảm xúc và sự biểu cảm, và những vùng mà bạn có thể chờ đợi sẽ hoạt động trong một cuộc thi marathon, Matute nói. “Chúng tôi cảm thấy có nhiều điều diễn ra trong khi chạy và chúng tôi đã nói với chính mình một chút để tiếp tục”.

Các nhà nghiên cứu chụp ảnh não của một số vận động viên một lần nữa ở thời điểm nhiều tuần, nhiều tháng sau khi chạy. Họ quan sát thấy quá trình sửa chữa myelin đã xuất hiện sau hai tuần và các mức myelin đã phục hồi đầy đủ sau hai tháng.

Tất cả những người tham gia đều là các vận động viên không chuyên, ở lứa tuổi 45 đến 73. Matute nghi ngờ sự suy giảm tạm thời myelin có thể lớn hơn ở người yếu về thể lực và điều ngược lại có thể đúng với người chạy cự ly dài hơn, 42 km.

Phục hồi myelin một cách đầy đủ

Nhà khoa học thần kinh Klaus-Armin Nave, người chuyên nghiên cứu về sinh học của myelin tại Viện nghiên cứu Các khoa học đa ngành Max Planck tại Göttingen, Đức cho biết, việc quan sát thấy sự phục hồi đầy đủ myelin khiến nghiên cứu này trở nên có giá trị. Ông đã tham gia vào một nhóm nghiên cứu tìm thấy bằng chứng là myelin được sử dụng như một nguồn đệm năng lượng trong các mô não chuột nhưng thực nghiệm này không cho phép đo lượng myelin được phục hồi.

Do sự phá hủy myelin xuất hiện ở những người có sự suy giảm thần kinh nhất định, bao gồm đa sclerosis, Matute hy vọng việc nghiên cứu về việc sử dụng myelin như một nguồn năng lượng có thể dẫn đến những cái nhìn sâu sắc về y học, giúp thông tin về các bệnh rối loạn não bộ. “Chúng ta có thể có thêm những manh mối cho những điều trị tiềm năng nếu chúng ta hiểu được những gì đang diễn ra trong các vận động viên”, ông nói.

Giới hạn của nghiên cứu này là cỡ mẫu nhỏ, chủ yếu là nam và sự thật là các bức ảnh MRI cũng không đu đạc một cách trực tiếp myelin mà lại đo những phân tử nước bị mắc kẹt trong đó, điều này làm giới hạn độ chính xác của các đo lường.

Bất chấp những bất định đó, Bouhrara tìm thấy sự hấp dẫn của nghiên cứu. “Nghiên cứu này thực sự vô cùng đổi mới và rất rất thú vị”, ông nói. “Con người đang tiến tới những bước nhảy một cách chắc chắn và bắt đầu nhìn vào cơ chế bên trong nó”.

doi: https://doi.org/10.1038/d41586-025-00864-z