Учёные выяснили, как физическая активность через печень улучшает память

Новое исследование показало, что физические нагрузки запускают в печени биохимический механизм, способный восстанавливать сосуды мозга и улучшать память. Результаты работы опубликованы в журнале Cell Press.


Авторы исследования пришли к выводу, что польза спорта для когнитивных функций связана не столько с прямым воздействием на нейроны, сколько с восстановлением защитного барьера между кровью и мозгом. Речь идёт о гематоэнцефалическом барьере — системе сосудов, которая в норме препятствует проникновению нежелательных молекул в мозговую ткань.

В экспериментах на стареющих мышах учёные обнаружили, что с возрастом сосудистая стенка становится более проницаемой. Через неё начинают просачиваться мелкие молекулы, вызывая стрессовые реакции в клетках мозга и ухудшая память. Команда под руководством Саул Вилледа из Калифорнийский университет в Сан-Франциско проследила связь между физической активностью и восстановлением этого барьера.

Ключевую роль сыграл фермент GPLD1, вырабатываемый печенью и выбрасываемый в кровь во время физических упражнений. Ранее было известно, что он способен расщеплять множество белков, однако механизм его влияния на мозг оставался неясным, поскольку сам фермент не проникает в мозговую ткань.

Новая работа показала, что GPLD1 действует на поверхности сосудов. Во время старения на клетках, выстилающих сосуды мозга, накапливаются липкие отложения, ослабляющие плотность барьера. Активированный физическими нагрузками фермент удаляет эти возрастные накопления, тем самым укрепляя сосудистую стенку.

Эксперименты подтвердили причинно-следственную связь. У молодых мышей искусственное накопление таких отложений приводило к ухудшению памяти и «поведению старения». Когда же у пожилых животных повышали уровень GPLD1, барьер становился более плотным, воспаление мозга снижалось, а результаты тестов на память заметно улучшались.

Дополнительные анализы показали, что в клетках сосудов после воздействия фермента меняется активность генов в сторону более «молодого» профиля. У мышей, примерно соответствующих 70-летнему человеческому возрасту, уменьшение сосудистых отложений существенно снижало проницаемость гематоэнцефалического барьера.

Учёные также испытали пищевое соединение, уменьшающее накопления на поверхности сосудов без проникновения в мозг. У пожилых животных, получавших такое лечение, наблюдались те же эффекты — укрепление сосудов и улучшение объектной и пространственной памяти. Это позволило рассматривать поверхность мозговых сосудов как перспективную терапевтическую мишень.

При этом исследователи подчёркивают необходимость осторожности. Фермент GPLD1 участвует в процессах и в других тканях, поэтому его длительное подавление или чрезмерная активация могут иметь побочные последствия.

Интересно, что у мышей с моделированием болезни Альцгеймера повышение уровня GPLD1 уменьшало количество бляшек в гиппокампе — ключевой области памяти. Похожие сосудистые накопления были обнаружены и в образцах мозга пожилых людей с этим заболеванием.

Авторы работы считают, что укрепление сосудов мозга может стать новым направлением профилактики когнитивного снижения. Однако окончательные выводы возможны только после клинических испытаний на людях.

По мнению исследователей, в будущем терапия, нацеленная на сосудистую поверхность, может частично воспроизводить полезные эффекты физических упражнений у людей с ограниченной подвижностью. Тем не менее на сегодняшний день именно регулярная физическая активность остаётся самым надёжным и безопасным способом поддержания здоровья мозга.

Читайте также: