Ученые из Калифорнийский университет в Сан-Франциско установили, что физические упражнения защищают мозг от болезни Альцгеймера благодаря белку GPLD1, который укрепляет гематоэнцефалический барьер и снижает воспаление. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell.
Ранее исследования установили, что физическая активность снижает риск когнитивных нарушений, однако точные механизмы этого эффекта оставались неясными. В новой работе ученые сосредоточились на белке гликозилфосфатидилинозитол-специфической фосфолипазе D1 (GPLD1), уровень которого повышается в крови после физических нагрузок.
Эксперименты на мышах показали, что GPLD1 влияет на работу гематоэнцефалического барьера — системы клеток, которая защищает мозг от вредных веществ из крови. Белок взаимодействует с ферментом тканевой неспецифической щелочной фосфатазой (TNAP). В норме TNAP повышает проницаемость барьера в условиях стресса, однако со временем его накопление может нарушать защитные функции и способствовать воспалению.
Исследование показало, что GPLD1 удаляет избыток TNAP из тканей, тем самым укрепляя барьер между кровью и мозгом. Это снижает воспаление и помогает сохранять когнитивные функции.
Дополнительные эксперименты подтвердили роль этого механизма. У молодых мышей с искусственно повышенным уровнем TNAP наблюдалось ухудшение памяти и других когнитивных функций. Напротив, у пожилых животных снижение уровня этого фермента приводило к уменьшению воспаления, укреплению гематоэнцефалического барьера и улучшению работы мозга.
У мышей с аналогом болезни Альцгеймера повышение уровня GPLD1 или снижение TNAP также сопровождалось уменьшением скоплений бета-амилоидного белка — одного из ключевых признаков заболевания.
Авторы работы считают, что выявленный механизм объясняет, как физическая активность может защищать мозг от возрастных когнитивных нарушений. В будущем эти данные могут помочь разработать препараты, имитирующие полезный эффект физических упражнений. Пока результаты получены только на животных, однако ученые предполагают, что аналогичные процессы могут происходить и у людей.
Ранее был назван элемент питания, косвенно снижающий риск гипертонии от жирной пищи.