Учёные выяснили, как физическая активность на клеточном уровне защищает мозг от последствий инсульта

Физическая реабилитация по-прежнему остаётся ключевым способом помощи пациентам, перенёсшим инсульт, поскольку удаление или растворение тромба эффективно лишь в первые часы после сосудистой катастрофы. В дальнейшем многие люди сталкиваются с долговременными нарушениями — проблемами с движением, речью и памятью. Новое исследование показало, что физические упражнения могут защищать мозг от подобных последствий за счёт неожиданного биологического механизма, связанного с перемещением митохондрий.



Работа была опубликована в научном журнале MedComm. Её авторы — группа исследователей из Университета Дзюнтендо в Японии под руководством Тошики Инабы при участии Нобукадзу Миямото и Нобутаки Хаттори. Учёные сосредоточились на том, каким образом физическая активность влияет на состояние мозга при инсульте и сосудистой деменции на клеточном уровне.

Интерес к теме возник после наблюдений, сделанных во время научной стажировки в Массачусетской больнице общего профиля и Гарвардской медицинской школе. Тогда исследователям удалось заметить, что митохондрии — клеточные структуры, отвечающие за выработку энергии, — способны перемещаться между клетками. Это открытие навело учёных на мысль о потенциальной терапевтической роли межклеточного переноса митохондрий.

В эксперименте использовались мышиные модели инсульта и деменции. Часть животных из обеих групп регулярно выполняла упражнения на беговой дорожке в щадящем режиме. Затем специалисты оценивали степень повреждения мозга, двигательную активность, когнитивные функции, а также состояние клеток мозга, мышц и митохондрий.

Результаты показали, что у мышей, подвергавшихся физической нагрузке, повреждение белого вещества и миелина было значительно меньше. Кроме того, у них отмечалось улучшение памяти и координации движений, а также снижение тяжести осложнений после инсульта. Анализ клеточных процессов выявил, что физические упражнения увеличивают количество митохондрий в мышцах и крови, облегчая их перенос между тканями.

Ключевую роль в этом процессе играют тромбоциты, которые выступают своеобразными «перевозчиками». Они доставляют митохондрии, синтезированные в мышечных клетках, в ткани головного мозга. В частности, эти энергетические структуры попадают в нейроны, а также в вспомогательные клетки — олигодендроциты и астроциты, формирующие защитный барьер между кровью и мозгом.

После попадания в мозг митохондрии помогают клеткам выживать в условиях кислородного дефицита, характерного для зоны поражения и окружающей её области. Это способствует восстановлению белого вещества и снижает риск тяжёлых неврологических последствий.

Авторы исследования подчёркивают, что в настоящее время существует крайне ограниченное число методов, способных эффективно уменьшить последствия инсульта и предотвратить развитие сосудистой деменции. Хотя предложенный подход требует дальнейших экспериментов и решения ряда технических и биологических задач, он открывает перспективы для создания новых терапевтических стратегий. В будущем такие методы могут применяться не только при инсульте, но и при митохондриальных и нейродегенеративных заболеваниях.

Учёные также допускают, что при подтверждении безопасности и эффективности метода в клинических условиях полезный эффект физической активности может быть воспроизведён даже у ослабленных пациентов — например, за счёт переливания тромбоцитов, содержащих митохондрии. Это открывает новые горизонты в лечении заболеваний, связанных с повреждением клеток головного мозга.

Читайте также: