Физические упражнения – самый верный и наиболее изученный способ защиты головного мозга от возрастных изменений, включая нейродегенеративные болезни и снижение когнитивных способностей. Но многим недоступна физическая активность из-за различных ограничений или инвалидности. Ученые давно хотят найти вещество, которое помогло бы этим людям поддержать здоровье мозга.
Новое исследование, опубликованное в Science, показывает, что можно выделить молекулу, которая ответственна за полезное воздействие упражнений на мозг. В эксперименте на мышах ученые, по всей видимости, обнаружили белок с таким действием. Это открывает перспективу создания лекарств для профилактики возрастных изменений центральной нервной системы.
На первом этапе исследования ученые разделили пожилых мышей на две группы. Животные из первой группы регулярно упражнялись в беговом колесе в течение шести недель, из второй – вели пассивный образ жизни. У активных мышей был обнаружен ожидаемый «набор» улучшений состояния мозга: стали активнее появляться новые нейроны в гиппокампе, улучшилась память.
Далее ученые провели несколько инъекций крови «спортивных» мышей пассивным мышам. В этой части исследования контрольная группа пассивных мышей получила переливание крови от мышей, которые также вели малоподвижный образ жизни. Этот эксперимент подтвердил: кровь активных мышей приносит пользу.
Исследователи подробно изучили состав этой крови, они фокусировались на белках, уровень которых увеличился после упражнений. Из 30 претендентов ученых больше всего заинтересовал белок Gpld1, вырабатывающийся в печени.
Следующим шагом исследования стало выведение мышей, которые вырабатывали повышенное количество белка Gpld1. Через три недели эксперимента ученые обнаружили, что мозг у малоподвижных мышей напоминает мозг мышей, которые получили переливание крови от своих активных сородичей. То есть, этот белок обладает соответствующим эффектом.
Исследование показало, что белок Gpld1 не проникает через гемато-энцефалический барьер, то есть, не попадает в мозг. Это говорит о том, что он действует на мозг опосредованно, запуская механизмы, которые еще предстоит открыть.
«Мы ожидали, что упражнения будут вызывать выработку большого количества веществ, которые в сумме дают существенную пользу, но которые сложно выделить. Когда я увидел данные, я был поражен», — сказал Саул Вилледа (Saul Villeda), профессор Калифорнийского университета в Сан-Франциско (University of California, San Francisco), соавтор исследования.
Согласно исследованию, повышенный уровень Gpld1 в крови обнаруживается и у здоровых и физически активных людей. То есть, возможно, что и у человека это вещество обладает полезным действием на мозг. Но это необходимо выяснить в отдельных исследованиях.
В будущем ученые хотят узнать, как можно фармакологически воздействовать на механизм, обнаруженный в этом исследовании. Создание лекарств, основанных на новом открытии, может дать возможность получать защитное действие упражнений, не выполняя их.
