Gehirn Vorteile der übung gewonnen werden können, mit einem einzigen protein

Eine wenig untersuchte Leber-protein verantwortlich sein kann für die bekannten Vorteile von Bewegung auf den Alterungsprozess des Gehirns, entsprechend einer neuen Studie an Mäusen, die Wissenschaftler der UC San Francisco Eli und Edythe Broad Zentrum für Regeneration Medizin und Stammzellforschung. Die Erkenntnisse könnten dazu beitragen, neue Therapien zu übertragen, die neuroprotektive Effekte von körperlicher Aktivität auf Menschen, die nicht imstande sind, auszuüben, die aufgrund von körperlichen Einschränkungen.

Übung ist einer der am besten untersuchte und wirkungsvollste Weise zu schützen das Gehirn vor altersbedingten kognitiven Verfall und hat sich gezeigt, zur Verbesserung der Kognition bei Personen mit einem erhöhten Risiko von neurodegenerativen Erkrankungen, wie Alzheimer-Krankheit und die frontotemporale Demenz, auch diejenigen mit seltenen Genvarianten, die unweigerlich zu Demenz führen.

Aber viele ältere Erwachsene sind nicht in der Lage, regelmäßig zu trainieren, die aufgrund von körperlichen Einschränkungen oder Behinderungen, und Forscher haben lang gesucht, Therapien, könnte verleihen einige der gleichen neurologischen Vorteile bei Menschen mit geringer körperlicher Aktivität.

Die neue Studie, veröffentlicht am 9. Juli 2020 in Wissenschaft, zeigte, dass nach Mäusen übung, Ihre Leber sezernieren ein protein namens Gpld1 in das Blut. Niveaus dieses proteins im Blut entsprechen, verbesserte kognitive Funktion im Alter von Mäusen, und eine Zusammenarbeit mit der UCSF Speicher und Aging-Center gefunden, dass das Enzym ist ebenfalls erhöht im Blut von älteren Menschen, die regelmäßig trainieren. Aber die Forscher zeigten, dass eine einfache Erhöhung der Menge von Gpld1 produziert von der Maus-Leber könnten verleihen viele der gleichen Gehirn Leistungen wie regelmäßige Bewegung.

„Gäbe es ein Medikament, das produziert die gleiche Gehirn als Bewegung, jeder würde Sie nehmen. Jetzt unsere Studie legt nahe, dass zumindest einige dieser Vorteile, die vielleicht eines Tages in form von Tabletten angeboten,“ sagte Studie leitende Autor Saul Villeda, Ph. D., ein UCSF-Assistenzprofessor in den Abteilungen der Anatomie und der Physikalischen Therapie und Rehabilitation Wissenschaft.

Villeda Labor hat vorher gezeigt, dass die biologischen Faktoren, die in das Blut junger Mäuse kann verjüngen das alternde Gehirn der Maus, und Umgekehrt, Faktoren im Blut von älteren Mäusen bringen kann auf vorzeitigen altersbedingten Abnahme der kognitiven Fähigkeiten bei Jungen Mäusen.

Die bisherigen Ergebnisse führten dazu, dass Villeda lab graduate student Alana Horowitz und Postdoktorand Xuelai Fan, Ph. D., zu verfolgen Blut übertragbaren Faktoren, die möglicherweise auch verleihen, die Vorteile der übung, das ist auch bekannt, um zu verjüngen das alternde Gehirn in einer ähnlichen Weise zu dem, was gesehen wurde, in den lab ‚ s „young blood“ – Experimente.

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Horowitz und Fan nahm Blut von gealterten Mäusen, die hatte ausgeübt regelmäßig für sieben Wochen verabreicht, es zu Bewegungsmangel im Alter Mäuse. Sie fanden heraus, dass vier Wochen dieser Behandlung erzeugt dramatische Verbesserungen in das lernen und Speicher in den älteren Mäusen, ähnlich zu dem, was gesehen wurde, in der Mäuse, der hatte regelmäßig ausgeübt. Wenn Sie untersuchten die Tiere, Gehirne, fanden Sie Evidenz für eine gesteigerte Produktion von neuen Neuronen in der region bekannt wie der hippocampus, eine gut dokumentierte proxy für die Verjüngung Vorteile der übung.

Zu entdecken, was die spezifische biologische Faktoren im Blut sein könnte, die hinter diesen Effekten, Horowitz, Ventilator und Kollegen gemessen die Anteile der verschiedenen Löslichen Proteinen im Blut von aktiven gegenüber sesshaften Mäuse. Sie identifiziert 30 Kandidaten-Proteine, 19, zu Ihrer überraschung, wurden, vorwiegend abgeleitet von der Leber und von denen viele zuvor in Verbindung gebracht worden, um Funktionen in der Steuerung der körpereigenen Stoffwechsel. Zwei dieser Proteine—Gpld1 und Pon1—Stand als besonders wichtig für den Stoffwechsel und wählten die Forscher, um zu studieren Gpld1 im detail, denn einige frühere Studien hatten untersucht, seine Funktion.

„Wir dachten, dass, wenn das protein bereits gründlich untersucht worden, jemand hätte stolperte über diesen Effekt,“ Villeda sagte. „Ich mag zu sagen, wenn Sie gehen zu nehmen ein Risiko durch die Erforschung von etwas neuem, Sie könnte genauso gut gehen, große!“

Das team fand heraus, dass Gpld1 steigt in den Blutkreislauf von Mäusen nach dem Training, und dass Gpld1 Ebenen korrelieren eng mit Verbesserungen in der Tiere die kognitive Leistungsfähigkeit. Analyse von menschlichen Daten erhoben werden, die UCSF Speicher und Aging-Center ist Hillblom Aging-Netzwerk-Studie zeigte, dass Gpld1 ist auch erhöht im Blut von gesunden, aktiven älteren Erwachsenen im Vergleich zu weniger aktiven älteren.

Um zu testen, ob Gpld1 selbst fahren konnten die beobachteten Vorteile der übung, verwendeten die Forscher der Gentechnik zu verleiten, die Lebern im Alter von Mäusen, die zu überproduktion Gpld1, dann Messen die Tiere‘ Leistung in mehreren tests zur Messung der verschiedenen Aspekte von Wahrnehmung und Gedächtnis. Zu Ihrer Verwunderung, drei Wochen der Behandlung produziert ähnliche Effekte wie sechs Wochen der regelmäßigen übung, gepaart mit dramatischen Steigerungen in new neuron Wachstum im hippocampus.

„Um ehrlich zu sein, habe ich nicht erwarten, erfolgreich zu sein bei der Suche nach einem einzigen Molekül, das Konto könnte für so viel die Vorteile der übung auf das Gehirn. Es schien wahrscheinlicher, dass übung ist, üben viele kleine, subtile Effekte summieren sich zu einem großen Vorteil, aber das wäre schwer zu isolieren.“ Villeda sagte. „Als ich sah, diese Daten, ich war völlig Platt.“

„Durch dieses protein die Leber reagiert auf körperliche Aktivität und erzählt der alte Gehirn, um junge,“ Villeda Hinzugefügt. „Dies ist ein bemerkenswertes Beispiel von Leber-zu-Gehirn-Kommunikation, die, nach bestem wissen, niemand wusste, Bestand. Es macht mich Frage mich, was wir gefehlt haben, die in den Neurowissenschaften durch weitgehend ignorieren die dramatischen Auswirkungen, die andere Organe auf das Gehirn und Umgekehrt.“

Weitere Experimente im Labor haben gezeigt, dass Gpld1 produziert von der Leber nicht bestehen, durch die so genannte Blut-Hirn-Schranke schützt das Gehirn vor toxischen oder infektiösen Erregern im Blut. Anstatt, das protein erscheint üben Ihre Effekte auf das Gehirn über Wege, die Verringerung der Entzündung und Blutgerinnung im ganzen Körper. Beide Blutgerinnung und Entzündungen bekannt sind, erhöhten sich mit dem Alter und wurden mit der Demenz und altersbedingten kognitiven Verfall.