Гормоны используют внеклеточные везикулы для доступа в мозг

Исследователи из Университета Туро в Неваде обнаружили, что крошечные частицы в крови, известные как внеклеточные везикулы (EVs), играют ключевую роль в транспортировке группы гормонов по организму. Физические упражнения могут стимулировать этот процесс.

Автор: CC0 Public Domain

Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, открывают путь к более глубокому пониманию циркуляции гормонов и их доступа к мозгу, влияния физической активности на энергетический баланс, психическое здоровье и иммунную функцию, а также на распространение некоторых лекарств.

Кровь и другие жидкости организма изобилуют внеклеточными везикулами — мельчайшими частицами, существующими вне клеток. EVs передают сигналы от клетки к клетке внутри тканей и на большие расстояния между системами органов, доставляя биологический груз, такой как белки, липиды и нуклеиновые кислоты. Они также удаляют клеточные отходы.

Учёным было известно, что везикулы играют ключевую роль в процессах от иммунного ответа до развития рака, но о том, как они взаимодействуют с гормонами, известно значительно меньше.

Исследователи сосредоточились на гормональном предшественнике проопиомеланокортине (POMC), который превращается в целый ряд гормонов, включая эндорфины (ответственные за эйфорию бегуна) и адренокортикотропный гормон (АКТГ), управляющий реакцией организма на стресс. Поскольку физические упражнения ранее связывали с этими гормонами, учёные использовали нагрузку, чтобы спровоцировать изменения и пролить свет на взаимодействия между POMC и везикулами.

Исследование показало, что интенсивные упражнения вызывают четырёхкратное увеличение количества POMC, «путешествующего» на EVs.

Это исследование не просто показывает «эффект упражнений», оно раскрывает новый биологический механизм, при котором стресс от физической нагрузки заставляет внеклеточные везикулы временно действовать как транспортные челноки для гормонов в кровотоке, — объясняет первый автор исследования Марк Сантос, доктор философии, доцент Университета Туро.

Исследование также выявило, что в лабораторных условиях POMC, связанный с везикулами, может преодолевать барьеры человеческих кровеносных сосудов, включая гематоэнцефалический барьер, более эффективно, чем POMC сам по себе.

Поскольку POMC должен быть преобразован в так называемые «зрелые» гормоны, чтобы вызвать реакцию в труднодоступном мозге, требуется дополнительная работа, чтобы понять, как вызванное упражнениями увеличение POMC влияет на мозг.

Наблюдение, что внеклеточные везикулы могут переносить POMC, открывает множество потенциальных направлений для исследований, — говорит Аурелио Лорико, доктор медицины и философии, профессор патологии Университета Туро и соавтор исследования. — Это может иметь широкие последствия для управления болью, метаболизма и ожирения, воспаления и реакции на стресс.

Дополнительная информация: Hightower, Cheryl E. et al, Physical exercise increases binding of POMC to blood extracellular vesicles, Proceedings of the National Academy of Sciences (2025). DOI: 10.1073/pnas.2525044122.

Интересный факт: Эффект «эйфории бегуна», связанный с выбросом эндорфинов, является лишь одним из примеров влияния физической активности на нейрохимию мозга. Исследования показывают, что регулярные упражнения также способствуют нейрогенезу — образованию новых нейронов в гиппокампе, области мозга, критически важной для памяти и обучения.