Польза физических упражнений для мозга может передаваться от одного организма к другому через кровь. Исследования на мышах показали, что вещества, выделяемые мышцами в кровоток, способны стимулировать рост новых клеток мозга у неактивных особей, получавших инъекции этих соединений. Ключевыми переносчиками этого эффекта являются внеклеточные везикулы — микроскопические «молекулярные посылки», содержащие белки и генетический материал.
В исследовании, опубликованном в журнале Brain Research, команда под руководством Меган Коннолли, постдокторанта из Университета Альберты, провела эксперимент на молодых взрослых мышах. Одна группа грызунов бегала в колесах в течение четырех недель, в то время как контрольная группа оставалась малоподвижной. Ученые выделили внеклеточные везикулы из крови бегавших мышей и вводили их сидячим особям дважды в неделю на протяжении четырех недель.
Результаты показали, что у малоподвижных мышей, получавших везикулы от активных, выросло примерно на 50% больше новых нейронов в гиппокампе — области мозга, отвечающей за память. Этот процесс, известный как нейрогенез, не наблюдался при введении везикул от неактивных мышей. Анализ показал, что везикулы от бегунов несли в себе множество белков, связанных с антиоксидантной защитой и ростом нервных клеток.
Пол Лукассен, нейробиолог из Амстердамского университета, отметил, что для реального улучшения когнитивных функций «новорожденные нейроны» должны выжить в течение нескольких недель и полностью интегрироваться в существующие нейронные сети мозга, чтобы влиять на обучение и память. При этом в научном сообществе продолжается дискуссия о том, происходит ли значимый нейрогенез в мозге взрослого человека.
Другое исследование, опубликованное ранее в этом году в журнале iScience, было посвящено изучению этого механизма на мышиной модели болезни Альцгеймера. Это заболевание характеризуется накоплением в мозге аномальных белков, таких как амилоид и тау. В первой части эксперимента мыши с моделью Альцгеймера добровольно бегали в колесах в течение шести месяцев. По сравнению с сидячей группой, у активных мышей наблюдалось меньше амилоидных отложений в коре головного мозга, улучшенный метаболизм и более хорошая память.
Во второй части исследования команда, в которую входил профессор Марк Феббрайо из Университета Монаша, вводила везикулы от только что тренировавшихся мышей малоподвижным грызунам с моделью болезни Альцгеймера. Вещества доставлялись интраназально, через нос. Этот метод позволил воспроизвести метаболические преимущества упражнений, однако он не привел к улучшению памяти или заметному снижению уровня амилоида.
Марк Феббрайо предположил, что на когнитивные результаты мог негативно повлиять сам способ введения, требующий легкой анестезии. Это указывает на сложность переноса всех аспектов пользы от физической активности и необходимость дальнейших исследований для разработки потенциальных терапевтических методов.
Эти открытия подтверждают, что положительное влияние упражнений на мозг — это сложный процесс. Внеклеточные везикулы являются лишь одним из элементов комплексного ответа организма, в котором согласованно работают мышцы, нервная система и даже микроорганизмы кишечника. Этот эффект можно сравнить с работой симфонического оркестра, где важен вклад каждого инструмента.
Изображение носит иллюстративный характер
В исследовании, опубликованном в журнале Brain Research, команда под руководством Меган Коннолли, постдокторанта из Университета Альберты, провела эксперимент на молодых взрослых мышах. Одна группа грызунов бегала в колесах в течение четырех недель, в то время как контрольная группа оставалась малоподвижной. Ученые выделили внеклеточные везикулы из крови бегавших мышей и вводили их сидячим особям дважды в неделю на протяжении четырех недель.
Результаты показали, что у малоподвижных мышей, получавших везикулы от активных, выросло примерно на 50% больше новых нейронов в гиппокампе — области мозга, отвечающей за память. Этот процесс, известный как нейрогенез, не наблюдался при введении везикул от неактивных мышей. Анализ показал, что везикулы от бегунов несли в себе множество белков, связанных с антиоксидантной защитой и ростом нервных клеток.
Пол Лукассен, нейробиолог из Амстердамского университета, отметил, что для реального улучшения когнитивных функций «новорожденные нейроны» должны выжить в течение нескольких недель и полностью интегрироваться в существующие нейронные сети мозга, чтобы влиять на обучение и память. При этом в научном сообществе продолжается дискуссия о том, происходит ли значимый нейрогенез в мозге взрослого человека.
Другое исследование, опубликованное ранее в этом году в журнале iScience, было посвящено изучению этого механизма на мышиной модели болезни Альцгеймера. Это заболевание характеризуется накоплением в мозге аномальных белков, таких как амилоид и тау. В первой части эксперимента мыши с моделью Альцгеймера добровольно бегали в колесах в течение шести месяцев. По сравнению с сидячей группой, у активных мышей наблюдалось меньше амилоидных отложений в коре головного мозга, улучшенный метаболизм и более хорошая память.
Во второй части исследования команда, в которую входил профессор Марк Феббрайо из Университета Монаша, вводила везикулы от только что тренировавшихся мышей малоподвижным грызунам с моделью болезни Альцгеймера. Вещества доставлялись интраназально, через нос. Этот метод позволил воспроизвести метаболические преимущества упражнений, однако он не привел к улучшению памяти или заметному снижению уровня амилоида.
Марк Феббрайо предположил, что на когнитивные результаты мог негативно повлиять сам способ введения, требующий легкой анестезии. Это указывает на сложность переноса всех аспектов пользы от физической активности и необходимость дальнейших исследований для разработки потенциальных терапевтических методов.
Эти открытия подтверждают, что положительное влияние упражнений на мозг — это сложный процесс. Внеклеточные везикулы являются лишь одним из элементов комплексного ответа организма, в котором согласованно работают мышцы, нервная система и даже микроорганизмы кишечника. Этот эффект можно сравнить с работой симфонического оркестра, где важен вклад каждого инструмента.
