Один белок вызывает в головном мозге те же эффекты, что и физические упражнения

Ученые выяснили, что физкультура приносит пользу не только для тела, но и для головного мозга. Оказывается, причина тому – влияние малоизученного белка на нейронную сеть. Экспериментальным путем определили, что вещество может попадать в организм при гемотрансфузии и начинает вырабатываться без физических нагрузок.

История исследований и открытий

Научными изысканиями занималась команда ученых Калифорнийского университета UCSF в Сан-Франциско во главе с доцентом, руководителем молекулярной лаборатории Солом Вилледа. Опыт проводился на крысах. Для одной молодой группы грызунов в клетке установили беговое колесо. Вторую группу «в возрасте» оставили без «тренажера».

По прошествии 6-ти недель подопечных из обеих подгрупп обследовали. У молодых «спортсменов» отметили появление новых нейронов в одном из отделов лимбической структуры мозга – гиппокампе. Это автоматически привело к улучшению памяти и омоложению. Другой команде, которая не занималась физкультурой повезло намного меньше. У этих подопытных была выявлена старческая мышечная атрофия и проблемы в решении несложных задач. Они с трудом находили платформу в водяном лабиринте и плохо запоминали ее месторасположение.

На втором этапе исследователи решили проверить, что даст переливание крови малоактивным животным от тренированных. Всего после 8-ми инъекций у малоподвижных мышей возник нейрозащитный эффект. У них значительно улучшилась память и тесты стали выполняться более эффективно. В подгруппе, где переливание делалось от «сидячих» подопытных к таким же «сидячим», положительные сдвиги не наблюдались. По словам С. Вилледы, он был поражен, когда увидел результаты изысканий.

Для выявления причин появления неврологических эффектов ученые начали изучать кровь животных из первой активной группы. Потенциально такое действие могли вызвать 30 веществ, 29 из которых оказались хорошо изученными. Оставалась единственная малоизученная молекула. «Виновником торжества» стал белок Gpld1. Сол Вилледа не ожидал, что им удастся обнаружить этот элемент. Он думал, что упражнения вызовут множество небольших изменений, которые совокупно принесут пользу. Результаты научной работы опубликованы в журнале Science.

Откуда взялся чудо-белок?

Gpld1 находится на коротком участке 6-й хромосомы (или коротком плече – р). Синтезируется он печенью в больших количествах при физических нагрузках. Вещество участвует в процессе «вырезания» новообразованной матричной РНК (альтернативный сплайсинг). При изучении выяснили, что данный белок:

• в целом улучшает мозговую деятельность;
• усиливает когнитивные функции (речь, способность к обучению, пониманию и рассуждению, мышление, пространственную ориентацию, память и внимание);
• оказывает на мозговые структуры омолаживающее влияние.

Сотрудники лаборатории Сола Вилледа установили связь между повышением уровня протеина после занятий и улучшением когнитивных способностей. После трансфузии от активных грызунов, модифицированная печень пассивных мышей начала синтезировать Gpld1 без тренировок. А через 21 день в их гиппокампе появились новые нейроны. Таким образом мозг у подопытных из обеих команд практически «сравнялся» по своим возможностям.

Что будет дальше?

Дальнейшие исследования показали, что Gpld1 у человека играет ту же роль, что и у животных. К тому же у людей пожилых, но активных его концентрация выше, чем у пожилых, ведущих малоподвижный образ жизни. Но до сих пор еще неизвестна роль протеина в обмене веществ и прямом воздействии на мозг. Поскольку полипептид не может преодолеть гематоэнцефалический барьер (он не попадает в кровь, напрямую питающую мозговую ткань), то его неврологические свойства должны быть обусловлены включением механизмов, еще неизвестных научному миру.

Деятели науки планируют искать и исследовать влияние лекарственных средств на активизацию этих механизмов. Они уверены, что создадут препарат, позволяющий всем желающим получать нейропротекторные свойства без тренировок. В перспективе могут быть разработаны новые терапевтические методы, которые позволят пожилым людям сохранить мозговые функции и даже восстановить утраченные способности. А пока чудо-таблетки еще не изобретены, нужно по мере сил проявлять физическую активность, что поможет сберечь остроту ума. Недаром физкультура облегчает процесс усвоения иностранных языков и положительно влияет на интеллект!