Один из самых малоизученных белков крови оказался главной причиной феномена, определяющего пользу физических упражнений для мозга. Учёные определили, что его можно внедрить в организм при переливании крови и заставить тело синтезировать нужное вещество в отсутствие физической нагрузки. Быть может, в будущем "польза физических упражнений для мозга" будет продаваться в таблетках?
Интересно, что эта работа базируется на исследовании, в котором кровь молодых крыс переливали пожилым и таким образом был достигнут явный омолаживающий эффект. Но если в том эксперименте причиной омоложения оказалась вода, а точнее определяемая ею вязкость крови, то здесь "виновником торжества" являлся белок, притом всего один.
Результаты интригующего исследования учёных Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) были опубликованы в научном журнале Science.
На первом этапе учёные изучили две группы пожилых мышей. У одной в клетке поставили беговое колесо, с помощью которого животные могли упражняться. Другой группе такой "тренажёр" не предоставили.
Через шесть недель обе группы грызунов были обследованы. У тех, кто "занимался физкультурой", наблюдалось увеличение роста новых нейронов в гиппокампе и улучшение памяти. У тех же животных, которые были лишены возможности бегать в колесе, были обнаружены старческая атрофия мышц и сложности в решении элементарных задач.
Затем учёные решили проверить, подарит ли переливание крови "тренированных" мышей те же неврологические преимущества, "ведущим сидячий образ жизни"?
После восьми инъекций к радости учёных выяснилось, что нейропротекторный эффект физической активности действительно передался малоподвижным мышам.
Например, когда мышей запускали в водяной лабиринт, где они должны были найти платформу, чтобы выбраться на неё, пожилые "сидячие" мыши демонстрировали плохое запоминание местоположения этой платформы. Но, получив плазму крови от бегавших в колесе товарищей, они начинали выполнять тесты на память значительно лучше.
При этом в контрольной группе, где кровь переливалась от "сидячих" "сидячим" же, никаких положительных эффектов обнаружено не было.
Чтобы выяснить, чем определяется такой эффект, исследователи тщательно изучили кровь "тренированных" животных. Так был составлен список из 30 веществ–кандидатов. Как выяснилось позднее, 29 из них были ранее довольно хорошо изучены. Но для одного белка на руках учёных оказалось на редкость мало данных.
Исследователи из Сан-Франциско решили, что, если бы у хорошо изученного вещества был такой значимый положительный эффект, то учёные, ранее его проверявшие, наверняка бы заметили это свойство. Поэтому нынешние изыскания были направлены на изучение "неизвестного" белка. И специалисты не прогадали!
"Честно говоря, я не ожидал, что удастся найти единственную молекулу, которая могла бы объяснить большую часть преимуществ физических упражнений для мозга, – говорит старший автор исследования Сол Вилледа (Saul Villeda). – Мне казалось более вероятным, что физические упражнения будут порождать много небольших, тонких эффектов, которые в совокупности приносят большую пользу […]. Когда я увидел эти данные, я был полностью обескуражен".
Чудодейственное вещество синтезируется в печени. Называется оно Gpld1. Когда команда обнаружила, что количество Gpld1 увеличивается в крови мышей после бега в колесе и что уровни Gpld1 тесно связаны с улучшением когнитивных функций, они решили выяснить, можно ли вызвать "эффект бегового колеса" у животных без самого колеса.
Учёные генетически модифицировали печень мышей, введя в их кровь геномный вектор, усиливающий синтез Gpld1. Так печень начала вырабатывать нужный белок и без физической активности.
Через всего три недели повышенной выработки Gpld1 мозг модифицированных "сидячих" мышей стал похож на мозг мышей, получавших кровь "тренированных" грызунов. В гиппокампе исследователи выявили существенный прирост новых нейронов. Также животные показали лучшие результаты в тестах на обучение и память.
Кстати, после дальнейшей проверки стало понятно, что и у людей Gpld1 играет сходную роль. Анализ данных, собранных в рамках исследования на базе Центре памяти и старения Университета Сан-Франциско (UCSF Memory and Aging Center), показал, что содержание белка Gpld1 также выше в крови здоровых и активных пожилых людей (по сравнению с менее активными).
Однако совершенно не понятно, какую именно роль белок Gpld1 играет в обмене веществ и какое воздействие производит на мозг. Ведь он, судя по всему, даже не способен преодолеть гематоэнцефалический барьер, то есть в кровь, питающую мозг, он напрямую не попадает. Поэтому любой неврологический эффект, который он оказывает на мозг, должен быть обусловлен активацией каких-то других, ещё не открытых механизмов.
Дальнейшие исследования учёных будут направлены на изучение и поиск возможностей терапевтического воздействия на эти механизмы с помощью лекарственного средств.
Учёные уверены, что однажды они создадут таблетку, которая позволит любому желающему получить нужные эффекты, "не вставая в беговое колесо".
А пока таких чудодейственных таблеток нет, не стоит лишать себя остроты ума в будущем, добровольно приговаривая себя к сидяче-лежачему образу жизни. Ведь даже ежедневная зарядка позитивно сказывается на здоровье человека.
Ранее Вести.Ru также писали о том, что физические упражнения облегчают процесс изучения иностранного языка.
