Старение делает мозг «проницаемым», но упражнения защищают его
Новое исследование нейробиологов показало, что старение может ослаблять защитный барьер мозга, делая нервную систему более уязвимой для воспалительных процессов и повреждений. При этом регулярная физическая активность способна частично обратить этот процесс, активируя естественные защитные механизмы организма.
Работа выполнена учёными Калифорнийского университета в Сан‑Франциско (UCSF) и опубликована в научном журнале Cell. Результаты исследования раскрывают ранее неизвестный биологический механизм, который помогает объяснить, почему физические упражнения оказывают положительное влияние на память и когнитивные функции в пожилом возрасте.
Почему стареющий мозг становится уязвимым
С возрастом постепенно ослабевает гематоэнцефалический барьер — сложная система сосудов и специализированных клеток, защищающая мозг от токсинов, бактерий и других потенциально опасных веществ, циркулирующих в крови. Когда этот барьер теряет свою целостность, вредные молекулы могут проникать в мозговую ткань и запускать воспалительные процессы.
Подобное состояние часто наблюдается при возрастных когнитивных нарушениях и нейродегенеративных заболеваниях, включая болезнь Альцгеймера. Нарушение защитной функции сосудов мозга считается одним из факторов, способствующих постепенному ухудшению памяти и других когнитивных функций.
Исследователи обнаружили важный биологический фактор, связанный с этим процессом: накопление белка TNAP в клетках, формирующих стенки сосудов мозга. По мере старения уровень этого белка увеличивается, что ослабляет защитные свойства гематоэнцефалического барьера и повышает его проницаемость.
Старший автор исследования, нейробиолог Саул Вильеда — заместитель директора Института исследований старения Bakar при UCSF — отметил, что разрушение защитного барьера мозга может играть ключевую роль в развитии возрастных нарушений памяти и когнитивного снижения.
Как физическая активность помогает восстановить защиту мозга
Учёные обнаружили, что физические упражнения запускают сложную цепочку биологических реакций, которая начинается вне мозга. Во время физической активности печень начинает активно вырабатывать фермент GPLD1, который затем поступает в кровоток.
Хотя этот фермент не способен напрямую проникнуть через гематоэнцефалический барьер, он воздействует на клетки сосудов, окружающих мозг. GPLD1 помогает удалять избыточный белок TNAP из этих клеток, благодаря чему барьер постепенно восстанавливает свою целостность и защитные свойства.
Эксперименты на животных показали, что снижение уровня TNAP сопровождается рядом положительных эффектов:
— уменьшением воспаления в тканях мозга; — восстановлением функций гематоэнцефалического барьера; — улучшением памяти и когнитивных показателей; — замедлением возрастных изменений в нейронных сетях.
Эти результаты позволили учёным описать ранее неизвестную биологическую систему взаимодействия между органами — своеобразную ось «печень — сосуды мозга — нейроны», через которую физическая активность может влиять на здоровье нервной системы.
Значение открытия для профилактики деменции
Авторы исследования считают, что выявленный механизм может стать основой для разработки новых терапевтических подходов к лечению нейродегенеративных заболеваний. Если учёным удастся воспроизвести действие фермента GPLD1 или научиться контролировать уровень TNAP, это может открыть путь к созданию новых препаратов для профилактики деменции и болезни Альцгеймера.
По словам Саулa Вильеды, результаты исследования также подтверждают важность регулярной физической активности как одного из самых доступных способов поддержания здоровья мозга. Аэробные нагрузки — такие как ходьба, бег, плавание или езда на велосипеде — уже давно связывают с улучшением кровоснабжения мозга, стимуляцией образования новых нейронных связей и повышением уровня нейротрофических факторов, поддерживающих пластичность нервной системы.
Сегодня, когда доля населения старше 60 лет быстро растёт во многих странах мира, поиск эффективных способов замедления старения мозга становится одной из важнейших задач современной медицины.
Исследование учёных UCSF показывает, что даже простые и доступные привычки — например регулярная физическая активность — могут играть важную роль в сохранении когнитивного здоровья и снижении риска возрастных нарушений памяти.
В ближайшие годы исследователи планируют продолжить работу, чтобы проверить, действует ли обнаруженный механизм аналогичным образом у людей и можно ли использовать его для разработки лекарственных препаратов, направленных на восстановление защитного барьера мозга.
