Учёные выяснили, как физические упражнения защищают мозг от болезни Альцгеймера

Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF) обнаружили биологический механизм, объясняющий, почему физическая активность улучшает мышление и память. Оказалось, что упражнения укрепляют естественную защитную систему мозга, помогая ему противостоять возрастным повреждениям.

С возрастом гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — плотная сеть кровеносных сосудов, защищающая мозг от вредных веществ в крови — становится более хрупким и «протекающим». Это позволяет повреждающим соединениям проникать в ткань мозга, вызывая воспаление, связанное с когнитивным спадом и болезнью Альцгеймера.

Ранее учёные заметили, что у тренирующихся мышей в печени вырабатывается больше фермента GPLD1, который омолаживает мозг, но сам не может проникнуть через ГЭБ. Новое исследование, опубликованное 18 февраля в журнале Cell, раскрыло этот парадокс.

Оказалось, что GPLD1 влияет на другой белок — TNAP. С возрастом TNAP накапливается в клетках ГЭБ, ослабляя барьер. Когда мыши выполняют упражнения, их печень выделяет GPLD1 в кровоток. Этот фермент достигает сосудов мозга и «срезает» TNAP с поверхности клеток, восстанавливая целостность барьера.

«Это открытие показывает, насколько важно тело для понимания того, как мозг стареет», — сказал старший автор исследования, доктор философии Сол Вильеда.

Эксперименты подтвердили ключевую роль TNAP. У молодых мышей, генетически модифицированных для избыточной выработки TNAP в ГЭБ, наблюдались проблемы с памятью, как у старых животных. А когда учёные снизили уровень TNAP у двухлетних мышей (эквивалент 70 человеческих лет), барьер стал менее проницаемым, воспаление уменьшилось, и животные лучше справлялись с тестами на память.

«Нам удалось задействовать этот механизм в позднем возрасте у мышей, и он всё ещё работал», — отметил соавтор исследования, доктор философии Грегор Биери.

Открытие предполагает, что разработка лекарств, способных «подрезать» такие белки, как TNAP, может стать новой стратегией восстановления ГЭБ даже после его возрастного ослабления.

«Мы раскрываем биологию, которую исследование болезни Альцгеймера в значительной степени упускало из виду, — сказал Вильеда. — Это может открыть новые терапевтические возможности, выходящие за рамки традиционных стратегий, сосредоточенных почти исключительно на мозге».