Ученые раскрыли, как физическая активность защищает мозг

Регулярные физические нагрузки могут укреплять естественную защиту мозга и снижать риск возрастного ухудшения памяти и мышления. К такому выводу пришли исследователи Калифорнийского университета в Сан-Франциско, которые обнаружили биологический механизм, объясняющий связь между физической активностью и защитой от нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера.

С возрастом гематоэнцефалический барьер, защищающий мозг от вредных веществ в крови, постепенно ослабевает. Его повышенная проницаемость позволяет токсичным соединениям проникать в ткани мозга, вызывая воспаление. Этот процесс считается одним из факторов когнитивного снижения и характерен для нейродегенеративных заболеваний.

Несколько лет назад ученые заметили, что у физически активных мышей в печени повышается уровень фермента GPLD1. Этот фермент был связан с улучшением памяти и когнитивных функций, однако оставалось непонятным, каким образом он влияет на мозг, поскольку сам не способен проникать через защитный барьер.

Новое исследование показало, что GPLD1 действует косвенно, влияя на белок TNAP. С возрастом TNAP накапливается в клетках, формирующих гематоэнцефалический барьер, что делает его более проницаемым. Во время физической активности печень выделяет GPLD1 в кровь, после чего фермент достигает сосудов вокруг мозга и удаляет TNAP с поверхности клеток. Это помогает восстановить плотность барьера и снизить воспаление.

Дополнительные эксперименты подтвердили ключевую роль TNAP. Молодые мыши с искусственно повышенным уровнем этого белка демонстрировали ухудшение памяти, характерное для старения. Напротив, снижение TNAP у пожилых животных привело к уменьшению проницаемости барьера, снижению воспаления и улучшению результатов в тестах на память.

По словам руководителя исследования Саула Вильеды из Института исследований старения Bakar при UCSF, полученные данные показывают, насколько важны процессы во всем организме для понимания возрастных изменений мозга. Ученые считают, что препараты, способные регулировать уровень TNAP, могут стать новой стратегией лечения и профилактики нейродегенеративных заболеваний.

Исследование также открывает перспективы для разработки терапий, направленных не только на сам мозг, но и на системные процессы, влияющие на его защиту и восстановление в пожилом возрасте.