Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско выяснили, что физические упражнения защищают мозг от болезни Альцгеймера благодаря белку GPLD1, который укрепляет гематоэнцефалический барьер и снижает воспаление. Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell.
Предыдущие исследования показали, что физическая активность снижает риск когнитивного спада, однако точные механизмы этого эффекта оставались непонятными. В своем новом исследовании ученые сосредоточились на белке гликозилфосфатидилинозитол-специфической фосфолипазы D1 (GPLD1), уровень которого в крови повышается после физических упражнений.
Эксперименты на мышах показали, что GPLD1 влияет на работу гематоэнцефалического барьера — системы клеток, защищающей мозг от вредных веществ в крови. Белок взаимодействует с ферментом тканевой неспецифической щелочной фосфатазой (TNAP). TNAP обычно увеличивает проницаемость барьера при стрессе, однако со временем его накопление может нарушить защитные функции и способствовать воспалению.
Исследование показало, что GPLD1 удаляет избыток TNAP из ткани, тем самым укрепляя гематоэнцефалический барьер. Это снижает воспаление и помогает сохранить когнитивные функции.
Дополнительные эксперименты подтвердили роль этого механизма. У молодых мышей, у которых уровни TNAP были искусственно повышены, наблюдались нарушения памяти и других когнитивных функций. И наоборот, снижение этого фермента у пожилых животных привело к уменьшению воспаления, укреплению гематоэнцефалического барьера и улучшению функции мозга.
У мышей с заболеванием, подобным болезни Альцгеймера, повышение уровня GPLD1 или снижение TNAP также сопровождалось уменьшением накоплений бета-амилоидного белка, который является одной из ключевых особенностей болезни.
Считается, что этот механизм объясняет, как физическая активность может защитить мозг от возрастного когнитивного спада. В будущем эти результаты могут помочь в разработке лекарств, имитирующих полезное воздействие упражнений. Хотя результаты были получены только на животных, предполагается, что аналогичные процессы могут происходить и у людей.
