Физические упражнения оказывают множество полезных эффектов на здоровье человека, включая защиту от депрессии, вызванной стрессом. Однако до сих пор механизмы, обеспечивающие этот защитный эффект, были неизвестны. В новом исследовании на мышах исследователи из Каролинского института в Швеции показывают, что физические упражнения вызывают изменения в скелетных мышцах, которые могут очищать кровь от веществ, которые накапливаются во время стресса и вредны для мозга. Исследование публикуется в престижном журнале Ячейка.
Было известно, что белок PGC-1α1 (произносится как PGC-1alpha1) увеличивается в скелетных мышцах при физических нагрузках и опосредует полезную физическую подготовку мышц в связи с физической активностью. В этом исследовании исследователи использовали генетически модифицированную мышь с высоким уровнем PGC-1α1 в скелетных мышцах, которая демонстрирует многие характеристики хорошо тренированных мышц (даже без физических упражнений).
Эти мышейи нормальные контрольные мыши подвергались воздействию стрессовой среды, такой как громкие звуки, мигающий свет и обратный циркадный ритм через нерегулярные промежутки времени. После пяти недель легкого стресса у нормальных мышей развилось депрессивное поведение, тогда как у генетически модифицированных мышей (с хорошо тренированными мышечными характеристиками) депрессивные симптомы отсутствовали.
«Наша первоначальная исследовательская гипотеза заключалась в том, что тренированные мышцы будут производить вещество с полезные эффекты на мозге. На самом деле мы обнаружили обратное: хорошо тренированные мышцы вырабатывают фермент, очищающий организм от вредных веществ. Таким образом, в этом контексте функция мышц напоминает функцию почек или печени», — говорит Хорхе Руас, главный исследователь отделения физиологии и фармакологии Каролинского института.
Исследователи обнаружили, что мыши с более высоким уровнем PGC-1α1 в мышцах также имели более высокий уровень ферментов, называемых КАТ. КАТ преобразуют вещество, образующееся при стрессе (кинуренин), в кинуреновую кислоту — вещество, которое не способно попасть из крови в мозг. Точная функция кинуренина неизвестна, но высокие уровни кинуренина можно измерить у пациентов с психическими заболеваниями. В этом исследовании исследователи продемонстрировали, что когда нормальным мышам давали кинуренин, у них наблюдалось депрессивное поведение, в то время как у мышей с повышенным уровнем PGC-1α1 в мышцах это не наблюдалось. Фактически, у этих животных никогда не наблюдается повышенного уровня кинуренина в крови, поскольку ферменты КАТ в их хорошо тренированных мышцах быстро преобразуют его в кинурениновую кислоту, что приводит к защитному механизму.
«Возможно, эта работа открывает новый фармакологический принцип лечения депрессии, где можно будет попытаться повлиять на скелетная мышца функции вместо того, чтобы напрямую воздействовать на мозг. Скелетные мышцы, по-видимому, обладают эффектом детоксикации, который при активации может защитить мозг от травм и связанных с ними психических заболеваний», — говорит Хорхе Руас.
Депрессия является распространенным психическим расстройством во всем мире. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), от этой болезни пострадало более 350 миллионов человек.
Больше информации: «Скелетные мышцы PGC-1α1 модулируют метаболизм кинуренина и опосредуют устойчивость к стресс-индуцированной депрессии», Леандро З. Агудело, Тереза Фемения, Фунда Орхан, Маргарета Порсмир-Палмерц, Мишель Гойни, Висенте Мартинес-Редондо, Хорхе К. Коррейя, Маниже Изади Мария Бхат, Ина Шуппе-Койстинен, Аманда Петтерссон, Дуарте М.С. Феррейра, Анна Крук, Ромен Баррес, Жюлин Р. Зират, Софи Эрхардт, Мария Линдског и Хорхе Л. Руас, Ячейка, онлайн, 25 сентября 2014 г.
Справочник журнала: Ячейка 
Предоставлено Karolinska Institutet
;
