Упражнения без упражнений
Польза упражнений для мозга хорошо известна, а регулярные занятия спортом улучшают психическое и неврологическое здоровье. Но что, если благодаря пониманию биохимических процессов мы могли бы получить все плюсы тренировок для мозга, не тренируясь? Эксперименты на мышах уже продемонстрировали такую возможность. И быть может то, что сработало на грызунах, может сработать и на людях.
Когда плазму хорошо тренированных мышей вводили их неактивным собратьям, у малоподвижных грызунов улучшилась память и уменьшалась выраженность воспаления мозга.
Конечно, никто не собирается переливать кровь олимпийских спортсменов любителям дивана, но у людей с легкими когнитивными нарушениями, которые тренируются в течение шести месяцев, наблюдается увеличение ключевого белка, найденного в плазме бегунов. Этот белок может проходить из крови в вещество мозга и запускать противовоспалительные процессы.
Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature, рассматривают новые механизмы того, как упражнения приносят пользу мозгу и как молекулы, вырабатываемые на фоне физической активности, взаимодействуют с веществом головного мозга. Результаты также говорят о важной роли печени и противосвертывающей системы, указывая возможный путь к футуристическому сценарию тренировок в виде таблеток или, возможно, инъекций плазмы.
Намеки (пока) на мультисистемное участие молекул в воздействии физических упражнений на мозг, может свидетельствовать факт обнаружения специфического белка в плазме тренированных мышей, который обновлял нейроны в мозге стареющих мышей.
Ученые сначала разрешили мышам тренироваться в течение 28 дней, а затем их плазму переливали неактивным мышкам. Животные-реципиенты показали улучшения в обучаемости и памяти после того, как они получили “беговую плазму”. Их мозг, в свою очередь, активизировал гены, которые производили белки, которые облегчали память и обучаемость, и показывали ослабление воспалительной реакции. Когда исследователи намеренно вызвали воспаление мозга у животных, плазма бегунов также подавляла эту реакцию.
Исследователи посмотрели, что содержала плазма бегунов. Они обнаружили повышенный уровень белков, препятствующих свертыванию крови, в том числе так называемого “кластерина”, который помогает очищать клетки от мусора. Нацелившись на этот белок, исследователи проверили эффект удаления его из плазмы бегунов. Мозг малоподвижных мышей, получавших плазму без кластерина, проявлял гораздо меньшую противовоспалительную активность.
Когда авторы имитировали эффекты физической активности, вводя белок в кровоток генетически модифицированных мышей с нейродегенеративным заболеванием, воспаление мозга животных также уменьшилось.
Наконец, исследователи захотели выяснить, вызывают ли физические упражнения подъемы кластерина у людей. Они измерили уровень белка у 20 ветеранов с легкими когнитивными нарушениями до и после шести месяцев физической активности и обнаружили, что уровень этого белка увеличился.
Полученные результаты несколько различались между самцами и самками мышей. Несмотря на схожие профили белков, препятствующих свертыванию крови, между полами, самки показали большую изменчивость. Гормоны, которые они вырабатывают, могут влиять на факторы, препятствующие свертыванию крови.
Эксперимент иллюстрирует растущее признание зависимости мозга от помощи органов, находящихся за пределами нервной системы. По словам авторов, наиболее вероятными источниками кластерина являются печень и сердце. Результаты показывают, что оба органа являются источниками полезных молекул, образующихся в результате физических упражнений.
Работа группы ученых с “беговой плазмой” у стареющих мышей также затрагивала печень. Этот орган вырабатывает фермент, связанный с улучшением когнитивных функций у животных, и этот же фермент также был повышен в крови пожилых активных людей. Связь с печенью была для авторов довольно неожиданной, потому что обычно люди не обращают на печень никакого внимания во время тренировок.