Связанный с физической нагрузкой ирисин может защитить от нейродегенерации

Ирисин, вызванный физическими упражнениями, спасает синаптическую пластичность и может защитить память.

Новое исследование, проведенное международной группой исследователей, подтверждает потенциальную нейропротекторную способность ирисина, вызванного физической нагрузкой. Поскольку гормон ирисин был впервые обнаружен менее десяти лет назад, возникли споры о том, является ли ирисин действительно мощным средством, индуцируемым физическими упражнениями, о котором исследователи-первопроходцы Гарвардской медицинской школы во главе с Брюсом Шпигельманом впервые предположили в 2012 году. ,

Источник: Сергей Нивенс / Shutterstock

Недавнее исследование первого автора Mychael Lourenco и соавторов, «FNDC5 / Ирисин, связанный с упражнениями, спасает синаптическую пластичность и дефекты памяти в моделях болезни Альцгеймера», добавляет все больше доказательств того, что индуцированный физическими упражнениями ирисин может защитить от нейродегенерации и улучшить память в и люди, и мыши. Эта статья была опубликована 7 января в журнале Nature Medicine .

• Размышляя о памяти и неожиданной пользе от забвения
• Лечение депрессии с помощью упражнений
• Перспективный китайский травяной экстракт от болезни Альцгеймера
• Научная эра старой концепции: гормезис
• Соломон Картер Фуллер

Сопровождающий комментарий в этом выпуске « Nature Medicine » Сюй Чена и Ли Гана, которые не участвовали в работе Lourenco et al. (2019) исследование – подводит итог значимости этого исследования: «Гормон, связанный с физической нагрузкой, FNDC5 / ирисин, обеспечивает пользу от физических упражнений на моделях болезни Альцгеймера, улучшая синаптическую пластичность и память».

Первый примечательный аспект этого трехчастного исследования заключается в том, что посмертный анализ образцов из банков головного мозга человека показал, что молекулы ирисина проникают в гиппокамп человека и что уровни ирисина в гиппокампе значительно снижаются у людей с болезнью Альцгеймера (AD) ,

Во второй фазе этого исследования мышей использовали для исследования того, восстанавливает ли ирисин синаптическую пластичность и помогает ли сохранить память на модели на животных. Примечательно, что исследователи обнаружили, что если они отключили или «отключили» действие ирисина на мышах, то синаптическая функция и память ослабли. С другой стороны, если они повысили уровень ирисина, синаптическая пластичность и память улучшились.

• Упражнения и пост связаны с детоксикацией мозга
• Упражнение – это лучший рецепт для слабого когнитивного обесценения
• Могут ли пищевые добавки защищать умение стареющих собак?
• Я стар. Ты старый, слишком?
• Чувствую себя одиноко? Ваш мозг может оказаться под угрозой

В третьей части этого исследования изучалось влияние аэробных упражнений на уровень ирисина в мозге мыши. В этом исследовании, состоящем из трех частей, исследователи имели одну группу мышей, плавающих в течение 60 минут / пять дней в неделю в течение пяти недель. По сравнению с контрольной группой, которая не плавала регулярно, исследователи обнаружили четкие доказательства производства ирисина, связанного с физической нагрузкой.

Кроме того, когда плавающим мышам вводили бета-амилоид (что связано с БА), связанный с физической нагрузкой ирисин обеспечивал нейропротекцию. Например, если исследователи вводили препарат, который блокировал ирисин, преимущества плавания для мозга перестали существовать. Вещества, блокирующие ирисин, стирают все связанные с упражнениями улучшения в тестах памяти.

Многогранные результаты этого исследования позволяют предположить, что вызванный физическими упражнениями ирисин может помочь предотвратить определенные виды деменции у людей. Следующим этапом продолжающегося исследования ирисина будет изучение возможных фармацевтических препаратов, которые могут повысить уровень ирисина в мозге без необходимости заниматься физическими упражнениями.

«В то же время, я бы, конечно, призвал всех заниматься физическими упражнениями, чтобы улучшить работу мозга и общее состояние здоровья», – сказал в своем заявлении соавтор Оттавио Арансио из Колумбийского университета. «Но это невозможно для многих людей, особенно для людей с такими возрастными состояниями, как сердечные заболевания, артрит или деменция. Для этих людей существует особая потребность в лекарствах, которые могут имитировать действие ирисина, защищать синапсы и предотвращать снижение когнитивных функций ».

Краткая (и несколько спорная) история Ирисина, вызванного упражнениями

Семь лет назад Брюс Шпигельман и его коллеги из Института рака Дана-Фарбер в Бостоне впервые сообщили об открытии посланника, вызванного физическими упражнениями, который, по-видимому, обладает удивительным потенциалом для общения с различными тканями по всему телу и мозгу.

Шпигельман и соавторы сообщили об этих результатах в январском исследовании 2012 года (Boström et al., 2012), опубликованном в журнале Nature . В этой статье авторы объясняют новизну своего открытия: «Здесь мы показываем на мышах, что экспрессия PGC1-α в мышцах стимулирует увеличение экспрессии FNDC5, мембранного белка, который расщепляется и секретируется в качестве недавно идентифицированного гормона ирисина. »

Шпигельман придумал название «ирисин» для этого недавно обнаруженного гормона как крик Ирисе, которая является посланницей богов в греческой мифологии и Илиаде Гомера . Вначале у Шпигельмана было предчувствие, что выделение и наименование ирисина было важным первым шагом для углубления нашего понимания того, как аэробные упражнения запускают цепную реакцию, полезную для всего тела и мозга.

Впервые я узнал о способности относительно неизвестной молекулы, вызванной физическими упражнениями, называемой «ирисин», улучшать когнитивные функции и защищать мозг от нейродегенерации у мышей шесть лет назад.

В октябрьской публикации 2013 года «Ученые узнают, почему упражнения делают вас умнее», я рассказал о более передовых исследованиях (Wrann et al., 2013) из лаборатории Шпигельмана, опубликованных в журнале Cell Metabolism .

Кристиан Вранн и соавторы объяснили значение этой статьи: «Упражнения могут улучшить когнитивную функцию и связаны с повышенной экспрессией нейротрофического фактора, происходящего из мозга (BDNF). Тем не менее, лежащие в основе молекулярные механизмы, стимулирующие повышение уровня этого нейротрофина, остаются неизвестными. Здесь мы показываем, что FNDC5, ранее идентифицированный мышечный белок, который индуцируется при физической нагрузке и расщепляется и секретируется в виде ирисина, также повышается при выполнении упражнений на выносливость в гиппокампе мышей ».

Вскоре после того, как эта статья была опубликована, возникли некоторые противоречия. Другие эксперты поставили под сомнение протокол и обоснованность методов исследования Шпигельмана и последующие выводы его команды. Эти скептики вызывали некоторые сомнения относительно того, действительно ли уровни ирисина увеличиваются в результате аэробных упражнений.

В 2015 году Шпигельман и его команда рассмотрели эти проблемы в документе «Обнаружение и количественная оценка циркулирующего человеческого ириса с помощью тандемной масс-спектрометрии», в котором подтверждается существование связанного с физической нагрузкой ириса. Авторы (Jedrychowski et al., 2015) сказали: «В этой статье мы идентифицировали и количественно определяли человеческий ирисин в плазме, используя масс-спектрометрию с контрольными пептидами, обогащенными тяжелыми стабильными изотопами, в качестве внутренних стандартов. Эти данные недвусмысленно демонстрируют, что человеческий ирисин существует, циркулирует и регулируется физическими упражнениями »(см.« Гормон упражнений ». Ирисин – это не миф.)

Будем надеяться, что последнее исследование Lourisco et al. (2019) послужит еще одним источником мотивации для людей всех возрастов меньше сидеть и больше тренироваться. Но опять же, для тех, кто по каким-либо причинам не может заниматься физическими упражнениями, лекарственные препараты на основе ирисина могут дать новую надежду в продолжающейся борьбе с болезнью Альцгеймера и другими формами деменции в ближайшем будущем.

Рекомендации

Микаэль В. Лоуренко, Рудимар Л. Фрозза, Гильерме Б. де Фрейтас, Хонг Чжан, Грасиэль С. Кинчески, Фелипе С. Рибейро, Рафаэлла А. Гонсалвеш, Юлия Р. Кларк, Даниэль Бекман, Агнешка Станишевски, Ханна Берман, Лорена Герра, Летичия Форни-Джермано, Шелби Майер, Донна М. Уилкок, Хорхе М. де Соуза, Сониза Альвес-Леон, Ваня Ф. Прадо, Марко А. М. Прадо, Хосе Ф. Абисамбра, Фернанда Товар-Молл, Пауло Маттос, Оттавио Арансио, Серхио Т. Феррейра и Фернанда Г. Де Феличе. «Связанный с тренировкой FNDC5 / Ирисин спасает синаптическую пластичность и дефекты памяти в моделях болезни Альцгеймера». Nature Medicine (впервые опубликовано: 7 января 2019 г.) DOI: 10.1038 / s41591-018-0275-4

Сюй Чен и Ли Ган. «Посланник с физической нагрузкой улучшает память при болезни Альцгеймера». Nature Medicine (впервые опубликовано: 7 января 2019 г.) DOI: 10.1038 / s41591-018-0311-4