Как с помощью физических упражнений улучшить память и не пить таблетки

© Natali_Mis/iStock

Новое исследование показало, что гормон, который выделяется во время тренировок, может улучшить здоровье мозга и уменьшить повреждения и потерю памяти, возникающие во время деменции. Исследование, которое было опубликовано в этом месяце в журнале Nature Medicine, включало мышей, но его результаты могут помочь объяснить, как на молекулярном уровне физические упражнения защищают наш мозг и, возможно, сохраняют память и навыки мышления, даже у людей, чье прошлое исчезает. Сайт The New York Times рассказал детальнее, как с помощью физических упражнений улучшить память и не пить таблетки.

Содержимое материала

Суть исследования

Значительные научные данные уже демонстрируют, что упражнение реконструирует мозг и влияют на мышление. Исследователи показали на крысах и мышах, что при беге происходит ускорение создания новых клеток головного мозга в гиппокампе, части мозга, предназначенной для формирования и хранения памяти. Упражнения также могут улучшить здоровье и функционирование синапсов между нейронами, что позволяет клеткам мозга лучше общаться.

Эпидемиологические исследования у людей показывают, что физическая активность снижает риск болезни Альцгеймера и других деменций, а также может замедлять прогрессирование заболевания.

Но остается много вопросов о том, как физические упражнения изменяют внутреннюю работу мозга и являются ли последствия результатом изменений в других частях тела, которые также оказываются полезными для мозга, или же эти изменения действительно происходят внутри самого мозга.

Эти вопросы привлекли внимание международного консорциума ученых — некоторые из них нейробиологи, другие клеточные биологи — все они были сосредоточены на профилактике, лечении и понимании болезни Альцгеймера.

Как проводилось исследование?

Эти проблемы привели гормон под названием ирисин в сферу их интересов. Ирисин, впервые идентифицированный в 2012 году и названный по имени Ириса, вестника богов в греческой мифологии, производится мышцами во время упражнений. Гормональный скачок запускает множественные биохимические реакции по всему организму, большинство из которых связаны с энергетическим обменом.

Поскольку считается, что болезнь Альцгеймера частично связана с изменениями в том, как клетки мозга используют энергию, ученые пришли к выводу, что физические упражнения могут помочь защитить мозг путем повышения уровня ирисина.

Но если так, то ирисин должен существовать в человеческом мозге. Чтобы узнать, так ли это, ученые собрали ткани из банков мозга и, используя сложное тестирование, обнаружили там ирисин. Паттерны экспрессии генов в этих тканях также позволяют предположить, что большая часть этого ирисина была создана в самом мозге. Уровни гормона были особенно высокими в мозге людей, которые были свободны от деменции, когда они умерли, но были едва обнаружимы в мозге людей, которые умерли с болезнью Альцгеймера.

Однако эти тесты, хотя и интересные, не могли сказать ученым, какую роль может сыграть ирисин в мозге. Таким образом, исследователи теперь обратились к мышам здоровым и нет.

Они вводили в мозг животных, получавших деменцию, концентрированную дозу ирисина. Вскоре эти мыши начали лучше выполнять тесты памяти и демонстрировать признаки улучшения синаптического здоровья.

В то же время они пропитывали мозг здоровых животных веществом, которое ингибирует выработку ирисина, а затем перекачивали его в виде бета-амилоида, белка, который слипается, образуя бляшки в мозге людей с болезнью Альцгеймера. По сути, они дали мышам слабоумие. И без всякой радужной оболочки в мозгу у некогда здоровых мышей вскоре появились признаки ухудшения памяти и плохой функции в синапсах между нейронами в их гиппокампе.

Ученые также изучили отдельные нейроны здоровых мышей и обнаружили, что, когда они добавляли в клетки ирисин, экспрессия генов менялась таким образом, что, как можно было ожидать, уменьшалось повреждение от бета-амилоида.

Наконец, и, возможно, самое главное, ученые научили здоровых мышей плавать по часу почти каждый день в течение пяти недель. Предварительно некоторых животных также обрабатывали веществом, блокирующим выработку ириса.

У необработанных животных уровни ирисина в мозге расцвели во время тренировочных упражнений, и позже, после того, как мозг животных подвергся воздействию бета-амилоида, они, по-видимому, отразили его эффекты, демонстрируя значительно лучшие результаты в тестах памяти, чем сидячие контрольные мыши.

Но животные, которые не смогли создать ирисин, не получили много пользы от упражнений. После воздействия бета-амилоида они показали такие же слабые результаты в тестах памяти, как и сидячие животные с бета-амилоидом в мозге.

Результаты исследования

В целом, эти эксперименты предполагают, что физические упражнения могут защитить от деменции, частично вызывая увеличение количества ирисина в мозге, говорит Оттавио Арансио, профессор патологии и клеточной биологии в Колумбийском университете, который проводил исследование вместе с двумя десятками коллег из Федерального университета Рио-де-Жанейро в Бразилии, Королевского университета в Канаде и других учреждений.

Но эксперименты, хотя они были сложными и многоплановыми, использовали мышей и поэтому не могут сказать нам, будут ли упражнения и ирисин работать одинаково у людей, или сколько и какие виды упражнений могут быть наилучшими для здоровья мозга. Результаты также не показывают, могут ли физические упражнения и ирисин предотвращать болезнь Альцгеймера, но только то, что они, по-видимому, смягчают некоторые последствия заболевания у мышей после его начала.

Ученые, участвующие в исследовании, надеются в ближайшее время испытать фармацевтическую форму ирисина для лечения деменции у животных и, в конечном итоге, у людей, особенно у тех, кто потерял способность к физическим упражнениям, говорит доктор Арансио.

Но на данный момент, говорит он, всеобъемлющим уроком исследования может быть то, что «если можешь, иди погуляй».