Эритропоэтин, или сокращенно Эпо, является пресловутым допинговым агентом. Он способствует образованию эритроцитов, что приводит к повышению физической работоспособности - по крайней мере, так мы считали до сих пор. Однако, как фактор роста, он также защищает и регенерирует нервные клетки мозга.
- Ученые Института экспериментальной медицины имени Макса Планка в Геттингене теперь выяснили, как Эпо достигает этого эффекта. Они обнаружили, что когнитивные проблемы вызывают небольшой кислородный дефицит (исследователи называют его "функциональной гипоксией") в нервных клетках головного мозга. Это увеличивает производство Эпо и ее рецепторов в активных нервных клетках, стимулируя соседние клетки-предшественники к образованию новых нервных клеток и заставляя нервные клетки более эффективно соединяться друг с другом.
Эритропоэтин, фактор роста, среди прочего, отвечает за стимулирование производства эритроцитов. При анемии он способствует образованию крови. Это также сильнодействующее вещество, используемое для нелегального улучшения спортивных результатов.
Прием эритропоэтина улучшает регенерацию после инсульта (называется "нейропротекцией" или "нейрогенерацией"), уменьшая повреждения в мозге. Пациенты с психическими расстройствами, такими как шизофрения, депрессия, биполярное расстройство или рассеянный склероз, которые лечились Эпо, показали значительное улучшение когнитивных показателей", говорит Ханнелор Эренрайх из Института экспериментальной медицины имени Макса Планка. Вместе со своими коллегами, она провела много лет, исследуя роль, которую играет Эпо в мозге.
Больше нейронов
Эренрайх и ее команда использовали мышей в исследованиях на животных для систематического исследования, в котором телесный механизм лежит в основе влияния Эпо на повышение эффективности работы мозга.
Результаты ее исследований показывают, что у взрослых мышей после введения фактора роста происходит 20-процентное увеличение образования нервных клеток в пирамидальном слое гиппокампа - области мозга, имеющей решающее значение для обучения и памяти. "Нервные клетки также образуют лучшие сети с другими нервными клетками, и делают это быстрее, делая их более эффективными при обмене сигналами", - говорит Эренрайх.
- Исследователи дали мышам ходовые колеса с неравномерно расположенными спицами. "Работа на этих колёсах требует от мышей изучения сложных последовательностей движений, которые особенно трудны для мозга", - объясняет Эренрайх. Результаты показывают, что мыши после лечения Epo быстрее осваивают движения, необходимые для колес". Грызуны также демонстрируют значительно лучшую выносливость.
Более высокая потребность в кислороде
Для исследователей из Геттингена было важно понять механизмы, стоящие за этими мощными эффектами Эпохи. Они хотели отследить физиологическое значение системы Эпо в мозге. В серии целенаправленных экспериментов они смогли доказать, что при изучении сложных моторных задач нервным клеткам требуется больше кислорода, чем обычно доступно.
Возникающий в результате незначительный дефицит кислорода (относительная гипоксия) запускает сигнал к увеличению выработки эпоксидной смолы в нервных клетках. "Это самоусиливающийся процесс: Когнитивное воздействие приводит к незначительной гипоксии, которую мы называем "функциональной гипоксией", что, в свою очередь, стимулирует выработку эпоксидной смолы и ее рецепторов в соответствующих активных нервных клетках.
Эпо в дальнейшем увеличивает активность этих нервных клеток, индуцирует образование новых нервных клеток из соседних клеток-предшественников и увеличивает их сложную взаимосвязь, что приводит к заметному улучшению когнитивных показателей у человека и мышей", - пояснил Эренрайх.
- На цикл самоусиления умственного и когнитивного вызова, гипоксию, вызванную активностью, и производство эпоксидной смолы можно воздействовать различными способами": "Когнитивная работоспособность может быть улучшена благодаря последовательному обучению и ментальному тренингу посредством эпоксидной продукции в стимулированных нервных клетках". Аналогичный эффект может быть достигнут у пациентов путем введения дополнительной Эпо", говорит Эренрайх.
Исследователи обнаружили механизм, с помощью которого Эпо действует в нервных клетках.
