Работающие мышцы отправляют к мозгу гормон, который помогает нейронам нормально работать и заодно подавляет вокруг них ненужное воспаление.
Физическая активность помогает мозгу лучше работать – это подтверждают множество исследований. Аэробика, велотренажёры, бег, в конце концов, просто регулярная ходьба улучшают память, улучшают внимательность, помогают планировать разные когнитивные задачи, и т. д. вплоть до того, что при регулярной физической активности уменьшается вероятность нейродегенеративных заболеваний, вроде болезни Паркинсона и болезни Альцгеймера. Причём спорт полезен не только для старых мозгов, но и для молодых – соответствующие эксперименты ставили с детьми 9–11 и 12 лет, и оказалось, что физическая подготовка и хорошая память идут рука об руку: если у ребёнка развиты мышцы, то и тесты на память он будет выполнять хорошо и, что немаловажно, демонстрировать успехи в учёбе. (Что, конечно, сильно расходится с привычным представлением о глуповатом школьном силаче и умном, но хилом «ботанике».)
Но как именно спорт помогает мозгу? С одной стороны, есть простое объяснение: физическая активность усиливает кровообращение во всём теле, и в мозге в том числе. Мозг получает больше кислорода и питательных веществ, и поэтому лучше работает. Также есть ещё разные молекулярные сигналы, которые выделяют работающие мышцы. Эти сигналы побуждают нейроны мозга синтезировать белок под названием BDNF, который, в свою очередь, стимулирует рост нейронов. Под действием BDNF некоторые зоны мозга увеличиваются, и улучшаются когнитивные способности. При спорте в мозге повышается уровень ещё одного белка, нейропептида галанина, который помогает мозгу сопротивляться хроническому стрессу. С галанином нейроны реже рвут соединения друг с другом и лучше проводят разные импульсы – как следствие, мозг в целом лучше соображает.
Исследователи из Центральной больницы штата Массачусетс пишут в Nature Metabolism, что спорт и хорошая работа мозга связаны с гормоном иризином. Он образуется из более крупного и сложного белка, который обычно сидит в мембранах клеток. Если мышцы начинают энергично сокращаться, в их клетках усиливается синтез большого белка-предшественника, который после синтеза расщепляется на разные части; одна из таких частей и есть иризин. Про него известно, что он снижает вероятность ожирения и диабета, а также способствует нарастанию мышечной ткани.
В новых экспериментах использовали несколько разных мышиных моделей – то есть мышей с разной генетикой и физиологией, на которых можно было бы показать влияние иризина на разные свойства мозга. От иризина действительно зависело, будут ли физические упражнения стимулировать когнитивные функции; без него мозг быстрее портился при старении и болезни Альцгеймера. Без иризина новые нейроны, появляющиеся в гиппокампе, выглядели внешне и по молекулярному портрету не так, как они обычно должны выглядеть, и работали они тоже не так, как следовало бы.
Гиппокамп – один из главных центров памяти, новые нейроны в нём рождаются всю жизнь, как у мышей, так и, видимо, у людей. Поэтому, если нейроны в нём оказываются какие-то не такие, это сразу сказывается на высших когнитивных функциях, в той или иной мере связанных с памятью. Если мышам, генетически лишённых иризина, вводили его прямо в гиппокамп, или же повышали его уровень в крови, то состояние мозга у мышей улучшалось, и в целом они начинали лучше соображать.
Вообще говоря, про иризин известно, что он стимулирует синтез вышеупомянутого BDNF, так что вполне можно было ожидать, что у него будет когнитивно-стимулирующий эффект. Но одно дело предполагать, и совсем другое – подтвердить. В новых экспериментах удалось прямо показать, что иризин влияет на нейроны мозга и когнитивные функции. С одной стороны, он может действовать через BDNF, с другой стороны, у него обнаружились противовоспалительные свойства: авторы работы пишут, что иризин действовал успокаивающе на глиальные клетки, которые выполняют в мозге иммунную функцию. Глия может провоцировать воспаление, а от воспаления могут произойти разные неприятности, вплоть до болезни Альцгеймера. Вероятно, иризин косвенным образом может противодействовать нейродегенеративным процессам, подавляя воспалительные процессы в мозге.
Скорее всего, иризин также действует и на человеческий мозг (хотя детали молекулярного механизма тут могут отличаться). Повысить его уровень проще всего с помощью физических упражнений. Но не исключено, что вскоре у нас появятся лекарства, специально повышающие уровень иризина без всякого спорта – такие препараты помогли бы поддержать мозг в форме тем, кому «спортивный» иризин уже не помогает.
Автор: Кирилл Стасевич