Белок, вырабатываемый в процессе физических упражнений, может обратить вспять возрастное снижение когнитивных функций
Физические упражнения и физическая активность важны в пожилом возрасте. Они помогают сохранить тело и мозг здоровыми. Сохранение активности может помочь вам оставаться независимым, предотвращая потерю физической подвижности. Это также может замедлить возрастное снижение когнитивных функций.
Исследователи пока точно не знают, каким именно образом физические упражнения могут замедлить возрастное снижение когнитивных функций. Лучшее понимание этого процесса может указывать на способы помощи тем людям, которые испытывает трудности с тренировками из-за хрупкости костей или общего состояния здоровья.
У животных, как было показано в исследованиях, физические упражнения обращают вспять возрастные изменения в области мозга, которая называется гиппокамп. Эта область мозга важна для обучения, для памяти и других когнитивных функций. Чтобы определить, что может лежать в основе этого потенциального омолаживающего воздействия физических упражнений на мозг, исследовательская группа во главе с доктором Саулом А. Вильедой из Калифорнийского университета в Сан-Франциско сравнила белки, которые циркулируют в крови мышей, получающих много физической активности с белками мышей, которые были лишены физической активности. Работа финансировалась Национальным институтом старения NIH (NIA). Результаты были опубликованы 10 июня 2020 года в журнале "Science".
Исследователи сравнили мозг молодых (3 месяца) и старых (18 месяцев) мышей, которые либо имели доступ к бегущему колесу в своей клетке в течение шести недель, либо "вели сидячий образ жизни". Они обратили внимание на возрастные молекулярные и клеточные изменения в гиппокампе. У старых мышей, которые были активными, наблюдалось увеличение генерации новых клеток мозга, называемых нейронами, и более высокий уровень факторов роста нервных клеток, чем у "сидячих" мышей. Они также делали меньше ошибок в задачах на обучения и запоминание, зависящих от гиппокампа.
Затем команда взяла кровь и плазму как у молодых (от 6 до 7 месяцев), так и у старых мышей (18 месяцев), которые были либо активными, либо малоподвижными. Они вводили плазму в отдельные группы старых мышей восемь раз в течение трех недель. У старых мышей, получавших кровь из активных групп, наблюдалось увеличение количества новых нейронов и улучшалась способность решать задачи на обучение и на память, аналогичные тем, которые были у самих активных мышей.
Некоторые белки были обнаружены на более высоких уровнях в крови активных мышей, по сравнению с малоподвижными. Исследователи обратили внимание на один из производимых в печени белков, под названием GPLD1. Учёные вводили ген этого белка в печень старых мышей, заставляя печень вырабатывать GPLD1. Через три недели у животных наблюдался активный рост клеток головного мозга, а также - улучшение памяти и способности к обучению, сходное с тем, которое наблюдается у активных мышей.
Белок GPLD1, по-видимому, не проникает в мозг, что позволяет предположить, что этот белок действует через одну или несколько опосредованных молекул, которые напрямую взаимодействуют с мозгом. Потребуются дальнейшие исследования, чтобы понять механизм его действия.
Исследователи также собрали образцы крови у здоровых пожилых людей (в возрасте от 66 до 78), чтобы выяснить, может ли этот белок играть аналогичную роль у людей. Уровни GPLD1 были выше у тех, кто был физически активен (> 7100 шагов в день), чем у тех, кто вел сидячий образ жизни (<7100 шагов в день).
«Благодаря этому белку печень реагирует на физические нагрузки и "приказывает" старому мозгу функционировать как в молодости», - говорит доктор Вилледа. «Это замечательный пример коммуникации между печенью и мозгом, о котором, насколько нам известно, никто ранее не знал».
Необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, как долго нужно заниматься, и какие виды упражнений понадобятся людям, чтобы получить наилучшие когнитивные преимущества. Кроме того, выявление факторов, лежащих в основе воздействия этого белка на мозг, может помочь исследователям разработать терапевтические средства для борьбы с возрастным снижением когнитивных функций.
Источник: Horowitz AM, et al. Blood factors transfer beneficial effects of exercise on neurogenesis and cognition to the aged brain. Science. 2020;369(6500):167-173. doi: 10.1126/science.aaw2622.
