Ученые из США показали, что аэробная физическая активность может отдалить развитие болезни Альцгеймера и сохранить когнитивные функции человека.
Механизмом этого положительного влияния оказалось изменение в содержании белка катепсина B, который считается одним из биомаркеров болезни Альцгеймера. Подробности опубликованы в статье из журнала Frontiers in Endocrinology.
«Аэробные упражнения способны улучшить когнитивные функции» — именно с такого тезиса начали свое исследование ученые из США. Они решили проанализировать, что именно улучшается в организме после занятий спортом.
Аэробные упражнения – это любой вид физической активности, в котором главным источником энергии становится кислород. Мы активно насыщаем организм кислородом, когда прыгаем со скакалкой, бегаем или просто ходим, когда танцуем, ездим на велосипеде, приседаем или плаваем.
В отличии от аэробной активности, анаэробная использует другой вид энергии, который находится прямо в нашем теле – жиры. Мы сжигаем жиры, когда длительно выполняем упражнения высокой интенсивности короткими подходами. Вспомните прыжки из упора лежа или прыжки из положения сидя. В этом случае вы также потребляете кислород, но его использование не сопоставимо с энергетическими затратами тела. Его просто недостаточно, поэтому включаются другие источники энергии.
Ученые решили посмотреть, как меняются когнитивные способности после выполнения аэробных упражнений и что вызывает такие изменения. Для этого они исследовали биомаркеры, которые традиционно ассоциируются с памятью и обучением, позволяют предсказать течение болезни Альцгеймера:
- BDNF – нейротрофический фактор мозга, который поддерживает и стимулирует развитие нейронов. Увеличение количества BDNF наблюдалось в исследованиях бегущих мышей при сравнении их с другими, пассивными. Однако такой же эффект на людях еще не был найден.
- Катепсин B (CTSB) — белок, снижение которого приводило к потери памяти в исследованиях на мышах. Активность CTSB (ген катепсина В) снижалась у людей с когнитивными нарушениями.
- Клото – трансмембранный белок, количество которого снижается с возрастом. В то же время повышение его содержания коррелирует с большей устойчивостью к нейродегенеративным заболеваниям.
Ученые наблюдали, как содержание всех вышеназванных белков изменяется при выполнении аэробных упражнений у людей с предрасположенностью к болезни Альцгеймера. Участников набирали по генетическому принципу: из семей, где уже были случаи возникновения этой страшной болезни, а также при наличии у них мутаций в гене аполипопротеина Е, который вовлечен в развитие болезни Альцгеймера.
Возраст участников варьировался от 45 до 80 лет. Все они подобирались с учетом образа жизни: в среднем все 25 участников посвящали менее 150 минут физическим упражнениям в неделю.
Сперва ученые измерили начальный уровень биомаркеров, описанных выше. Они дали участникам пройти когнитивное тестирование, а также попросили их носить в течение семи дней акселерометр, который замерял привычный уровень активности для каждого человека.
Оценка когнитивных функций проводилась с помощью тестов на вербальную память (California Verbal Learning Test-II с немедленным и отсроченным воспроизведением), общие когнитивные функции (Mini-Mental State Examination), исполнительные функции (D-KEFS), внимание (тест на цвета и слова — Color-word interference).
Спустя семь дней всех участников случайным образом разделили на две группы: активную (EPA) и пассивную (UPA). Активная группа участвовала в физических занятиях три раза в неделю (не менее 150 мин/неделю) на протяжении 26 недель. Пассивная поддерживала свой обычный уровень активности и ознакамливалась с образовательной литературой про пользу физических упражнений.
Участники ходили на беговых дорожках в течение некоторого времени. Параметры их ходьбы варьировались: от обычной (на комфортной скорости при низком уклоне) до пиковой (максимальный наклон, при котором показатели поглощения кислорода и углекислого газа достигали максимальных значений для конкретного возраста). Наклон дорожки сперва равнялся нулю, но через каждые две минуты изменялся на 2.5%.
Результаты ниже показывают начальное и итоговое содержание в организме каждого из названных биомаркеров болезни Альцгеймера. После 26 недель физической активности уровень BDNF упал, что несколько удивило исследователей. Уровень CTSB увеличился, а уровень клото остался неизменным.
Дополнительно к вышеописанным биомаркерам ученые решили исследовать, что происходило с другими веществами в крови, включая различные липиды, аминокислоты и так далее.
Через 26 недель ученые повторно проверили тесты на когнитивные функции. Оказалось, что, в целом, результаты когнитивных тестов возросли. Однако, это увеличение коррелировало только с белком CTSB.
Таким образом, в отсутствии какой-либо терапевтический помощи людям с повышенным риском болезни Альцгеймера аэробные упражнения действительно помогали: они изменяли содержание биомаркеров болезни. При том так, что прогнозируемое начало болезни словно отдалялось во времени.
Если подробнее говорить о когнитивных улучшениях, то главное из них демонстрировалось в задаче на вербальную память. Как правило, результаты решения данной задачи существенно ухудшаются в предклинической стадии болезни Альцгеймера. Это, в свою очередь, означает, что CTSB, коррелирующий с решением подобной задачи, может использоваться как дополнительный биомаркер, по которому врачи смогут диагностировать течение болезни Альцгеймера. Помимо задачи на вербальную память, небольшая, но положительная корреляция CTSB наблюдалась с задачами на исполнительные функции и внимание.
Почему уменьшилось содержание BDNF? Дополнительный анализ различных метаболических веществ показал, что у участников из активной группы (EPA) было снижено содержание таких кислот, как таурин, гипотаурин и спермидин. Их снижение коррелировало с изменением BDNF. Ученые сделали вывод: содержание данных метаболитов может определять активность нейротрофического фактора мозга (BDNF).
В своем исследовании ученые проанализировали еще множество параметров, для описания которых необходимо несколько статей. Однако, главное состоит в том, что ученые убедились – аэробные упражнения, изменяя содержание катепсина B, могут помочь отодвинуть начало болезни Альцгеймера людям, у которых риск ее возникновения большой.
Тогда представьте себе, сколько пользы аэробные упражнения могут принести обычным людям? Кажется, пора начинать бегать по утрам…
Текст: Никита Отставнов