Гормон иризин или его белок-предшественник FNDC5, который вырабатывается в мышцах во время физических упражнений, улучшают память и синаптическую пластичность у мышей с болезнью Альцгеймера. Об этом говорится в исследовании ученых, опубликованном в Nature Medicine (краткое его изложение приводится в редакционной статье). Выключение гена белка FNDC5 ухудшает память и синаптическую пластичность у мышей, а инъекции иризина в гиппокамп мышей с болезнью Альцгеймера, наоборот, их восстанавливают. По-видимому, гормон улучшает синтез белков в нейронах гиппокампа, который выключают бета-амилоиды, и стимулирует работу одного из сигнальных путей, играющего важную роль в формировании памяти.
Пептидный гормон иризин влияет на расщепление жировой ткани у мышей и людей. Он образуется из белка-предшественника FNDC5, который, в свою очередь, синтезируется в мышцах во время физических упражнений. FNDC5 / иризин образуется не только в мышцах, но и в мозге и улучшает экспрессию нейротропного фактора мозга в гиппокампе. Этот белок стимулирует и поддерживает развитие нейронов. Гиппокамп, в том числе, участвует в формировании пространственной памяти и переходе информации из кратковременной в долговременную память и задействован в процессе обучения. Поэтому, возможно, что FNDC5 или иризин играет роль нейропротектора при дегенеративных заболеваниях мозга.
Исследователи из Бразилии, США и Канады под руководством Фернанды де Феличе (Fernanda De Felice) из университета Рио-де-Жанейро изучили, в каких количествах образуется и как ведет себя FNDC5 / иризин в мозге пациентов, страдающих болезнью Альцгеймера и здоровых людей. Кроме того, они исследовали действие гормона на обычных мышах, на животных с выключенным геном белка FNDC5 и на мышах с болезнью Альцгеймера.
Сначала исследователи показали, что FNDC5 / иризин образуется в человеческом и мышином мозге. Для этого они проанализировали образцы человеческой спинномозговой жидкости и коры головного мозга, а также мышиного гиппокампа с помощью иммунологических методов и масс-спектрометрии, которые позволяют достоверно определить наличие белка. Авторы выяснили, что в мозге у людей, долгое время страдающих болезнью Альцгеймера, образуется примерно в два раза меньше FNDC5 / иризина, чем у здоровых людей или пациентов на ранних стадиях болезни (P < 0.05). Та же закономерность наблюдалась у мышей — после введения им в мозг бета-амилоидов количество FNDC5 / иризина в нем падало.
Затем ученые выключили синтез белка FNDC5 в мозге у мышей и выяснили, что после этого у них ухудшилась память и синаптическая пластичность — свойство, которое лежит в основе памяти и обучения. В частности, животные хуже выполняли задачи на распознавание новых объектов. И наоборот, инъекция FNDC5 в мозг мышей с болезнью Альцгеймера улучшала их память и синаптическую пластичность.
Предположительно, бета-амилоиды увеличивают экспрессию нескольких генов, связанных с подавлением синтеза белков в нейронах гиппокампа. А это приводит к повреждению синапсов и ухудшению работы памяти. В экспериментах in vitro («в пробирке») авторы показали, что FNDC5 / иризин уменьшает экспрессию генов, которую усиливают бета-амилоиды, и восстанавливает синтез белков в нейронах гиппокампа. Также исследователи выяснили, что иризин стимулирует работу сигнального пути cAMP–PKA–CREB, который играет важную роль в формировании памяти и подавляется у мышей с болезнью Альцгеймера.
Наконец, оказалось, что физическая активность защищает мышей с болезнью Альцгеймера от потери памяти. Как выяснили ученые, у животных, которых заставляли заниматься физическими упражнениями и вводили в мозг бета-амилоиды, количество FNDC5 / иризина, по сравнению с малоактивными мышами, не уменьшалось.
Исследователи предполагают, что поддержание уровня FNDC5 / иризина в мозге либо фармакологически, либо с помощью физической нагрузки в будущем может стать хорошей терапией, которая позволит защитить или восстановить функции синапсов и предотвратить снижение когнитивных функций у людей, страдающих болезнью Альцгеймера.
Болезнь Альцгеймера можно замедлить с помощью восполнения в организме запасов НАД, вещества, которое участвует в окислительно-восстановительных реакциях. Как показали исследователи, у мышей с болезнью Альцгеймера, которых регулярно кормили предшественником НАД, восстанавливалась память и способность к обучению до уровня обычных животных.
Екатерина Русакова