Физическая активность может включать естественную «уборку» мозга — ученые объяснили возможный механизм защиты от деменции

Новый обзор показывает, что регулярные тренировки могут помогать мозгу избавляться от белковых отходов, связанных со старением.

У мозга есть собственная система удаления отходов

Каждый день миллиарды нейронов активно работают, обмениваются сигналами и производят большое количество продуктов обмена. Как и в любом городе, эти отходы необходимо своевременно удалять.

Для этого, как предполагает современная нейробиология, существует глимфатическая система — сеть каналов вокруг кровеносных сосудов, по которым спинномозговая жидкость проникает в ткань мозга, собирает продукты обмена и уносит их к лимфатической системе организма. Среди таких веществ — белки амилоид-β и тау, накопление которых считается одной из характерных особенностей болезни Альцгеймера. Авторы обзора подчеркивают, что именно снижение эффективности удаления этих веществ рассматривается как один из возможных факторов нейродегенерации.

Самая активная «уборка» происходит во сне

Ключевой момент заключается в том, что глимфатическая система наиболее активно работает во время глубокого медленного сна.

Именно тогда снижается уровень норадреналина — нейромедиатора, поддерживающего состояние бодрствования. Это расширяет пространство между клетками мозга, облегчая движение жидкости и удаление накопившихся продуктов обмена. Исследования показывают, что хронический дефицит сна связан с меньшей эффективностью этого процесса и с повышенным накоплением амилоидных белков. Авторы рассматривают нарушения сна как один из факторов, способных ускорять возрастное ухудшение функций мозга.

Вот где появляется физическая активность

На первый взгляд упражнения и работа глимфатической системы никак не связаны.

Однако авторы обзора обнаружили, что практически все физиологические процессы, необходимые для эффективной «очистки» мозга, улучшаются под влиянием регулярных тренировок.

Речь идет о:

• Снижении артериального давления;
• Уменьшении жесткости сосудистой стенки;
• Улучшении кровоснабжения мозга;
• Снижении хронического воспаления;
• Улучшении качества сна, особенно глубокой его фазы;
• Снижении уровня норадреналина в покое;
• Повышении активности нейронных сетей.

Момент, который меняет понимание

Сам по себе спорт, вероятно, не «промывает» мозг.

Наоборот, во время самой тренировки активность глимфатической системы может даже временно снижаться. Это связано с ростом уровня норадреналина, необходимого для физической нагрузки.

Главный эффект возникает позже.

Регулярные тренировки постепенно перестраивают работу организма: улучшают сосудистую функцию, делают сон глубже, уменьшают хроническое воспаление и снижают уровень стрессовой активации в покое. Именно эта совокупность изменений, по мнению авторов, создает условия, при которых ночная система удаления отходов начинает работать эффективнее. Это одна из самых интересных идей обзора, потому что она показывает: польза упражнений может быть не прямым эффектом нагрузки, а следствием длительной адаптации организма.

Что показали исследования на животных

Наиболее убедительные данные пока получены именно в экспериментах на животных.

У мышей регулярные добровольные тренировки:

• Усиливали поступление спинномозговой жидкости в ткани мозга;
• Улучшали удаление амилоида;
• Повышали правильное расположение белка аквапорина-4, необходимого для работы глимфатической системы;
• Уменьшали воспаление;
• Сопровождались лучшими результатами тестов памяти.

Особенно важно другое наблюдение.

Когда у животных болезнь Альцгеймера уже значительно прогрессировала, эффект тренировок становился намного слабее. Это позволяет предположить, что физическая активность наиболее эффективна именно как профилактическая стратегия, а не как способ обратить уже развившееся заболевание. Авторы подчеркивают, что этот вывод пока основан главным образом на моделях животных.

Что известно у людей

Именно здесь начинается самое интересное — и одновременно самая большая неопределенность.

Исследований у людей пока очень мало. В обзоре рассматривается небольшое исследование, в котором после 12 недель регулярных велотренировок исследователи с помощью МРТ обнаружили признаки увеличения глимфатического притока жидкости и улучшения функции менингеальных лимфатических сосудов. Это согласуется с результатами экспериментов на животных, но пока не позволяет утверждать, что такие изменения действительно уменьшают риск деменции или замедляют болезнь Альцгеймера. Авторы неоднократно подчеркивают необходимость более крупных исследований и развития надежных неинвазивных методов оценки работы глимфатической системы у человека.

Пока никто не знает, какая нагрузка лучше

На сегодняшний день нельзя ответить на самые практичные вопросы.

Неизвестно:

• Какой вид физической активности наиболее полезен;
• Достаточно ли обычной ходьбы;
• Дают ли дополнительные преимущества интервальные тренировки;
• Полезны ли силовые упражнения так же, как аэробные;
• Сколько времени необходимо заниматься;
• Можно ли восстановить уже нарушенную работу глимфатической системы.

Авторы считают именно эти вопросы главными направлениями будущих исследований.

Что можно вынести уже сейчас

Этот обзор не доказывает, что физические упражнения предотвращают болезнь Альцгеймера через единственный механизм. Скорее, он объединяет множество уже известных эффектов тренировок в единую биологическую модель.

Физическая активность улучшает состояние сосудов, делает сон качественнее, уменьшает воспаление и влияет на работу нервной системы. Все эти процессы, по современным представлениям, создают более благоприятные условия для естественного удаления продуктов обмена из мозга. Именно поэтому упражнения могут оказывать гораздо более глубокое влияние на здоровье мозга, чем считалось раньше.