Ученые обнаружили, что один и тот же фактор крови отвечает за улучшение когнитивных функций в результате переливания молодой крови, гормона долголетия klotho и физических упражнений. В трех статьях, опубликованных в журналах Nature, Nature Aging и Nature Communications, две группы UCSF и группа из Университета Квинсленда (Австралия) определяют фактор тромбоцитов 4 (PF4) как общий посредник вмешательства каждого из этих факторов.
Как следует из названия, PF4 вырабатывается тромбоцитами, типом клеток крови, которые предупреждают иммунную систему о наличии раны и помогают образовывать сгустки. Оказывается, PF4 также является усилителем когнитивных функций. Под его воздействием старые мыши восстанавливают сообразительность среднего возраста, а молодые становятся умнее.
«Молодая кровь, клото и физические упражнения могут каким-то образом сказать вашему мозгу: «Эй, улучши свою функцию», — сказал Саул Вильеда из Калифорнийского университета. «С PF4 мы начинаем понимать терминологию этого омоложения».
Вильеда руководил исследованием молодой крови, которое было опубликовано в Nature. Дена Дубаль из Калифорнийского университета и Дэвид А. Коултер, заведующий кафедрой старения и нейродегенеративных заболеваний, руководил исследованием, которое было опубликовано в журнале Nature Aging. Тара Уокер, доктор философии, профессор неврологии в Университете Квинсленда, руководила исследованием упражнений, которое было опубликовано в Nature Communications.
Они обязались опубликовать свои выводы одновременно, чтобы обосновать PF4 с трех разных точек зрения.
«Когда мы поняли, что независимо и по счастливой случайности нашли то же самое, у нас отвисла челюсть», — сказал Дубаль. «Тот факт, что три отдельных вмешательства сошлись на факторах тромбоцитов, действительно подчеркивает достоверность и воспроизводимость этой биологии. Пришло время заняться факторами тромбоцитов для здоровья мозга и улучшения когнитивных функций».
Вильеда является экспертом по парабиозу, эксперименту, в котором два животных связаны друг с другом кровообращением. Когда молодое бодрое животное соединяется со стареющим животным, стареющее животное становится моложе: его мускулы становятся более выносливыми, а мозг более способным к обучению.
В 2014 году Вильеда обнаружил, что плазма, состоящая из крови за вычетом эритроцитов, имитирует парабиоз: молодая плазма крови, введенная старым животным, оказывает восстанавливающее действие. Когда его команда сравнила молодую плазму со старой плазмой, они обнаружили, что она содержит гораздо больше PF4.
Простое введение PF4 старым животным оказывало такое же восстанавливающее действие, как и молодая плазма. Это успокоило стареющую иммунную систему в теле и мозге. Старые животные, получавшие PF4, лучше справлялись с различными задачами памяти и обучения.
«PF4 на самом деле заставляет иммунную систему выглядеть моложе, он уменьшает все эти активные иммунные факторы, способствующие старению, что приводит к меньшему воспалению мозга, большей пластичности и, в конечном итоге, большему познанию», — сказал Вильеда. «Мы берем 22-месячных мышей, что эквивалентно человеку в возрасте 70 лет, и PF4 возвращает их к функционированию примерно в возрасте от 30 до 40 лет».
Десять лет назад Дубаль, член Института неврологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско.показали, что klotho улучшает когнитивные функции у молодых и старых животных, а также делает мозг более устойчивым к возрастной дегенерации. Но она знала, что его воздействие должно быть косвенным, потому что молекулы клото, введенные в тело, никогда не достигают мозга. Команда Дубаля обнаружила, что одним из соединений был PF4, высвобождаемый тромбоцитами после инъекции.
PF4 оказал сильное влияние на гиппокамп, область мозга, отвечающую за создание воспоминаний, где он усилил формирование новых нейронных связей на молекулярном уровне.
Это также дало стимулирование работы мозга как старых, так и молодых животных в поведенческих тестах, предполагая, что, по словам Дубала, «даже в молодом мозге есть возможности для улучшения когнитивных функций».
Другие недавние открытия Дубала укрепили перспективы использования клото в терапевтических целях. Преимущества Klotho зависят от активации тромбоцитов, что приводит к высвобождению PF4 и других молекул, каждая из которых может иметь свои преимущества при старении.
«В идеале у нас будет несколько ударов по воротам для решения одной из наших самых серьезных биомедицинских проблем — когнитивной дисфункции — с наименьшим количеством побочных эффектов и максимальной пользой», — сказал Дубаль.
Упражнения могут сохранять остроту ума на десятилетия. Уокер и ее лаборатория обнаружили, что тромбоциты выделяют PF4 в кровоток после тренировки. Когда она протестировала PF4 отдельно, как это сделали Дубаль и Вильеда, он улучшил когнитивные функции у старых животных.
«Для многих людей с проблемами со здоровьем, проблемами с подвижностью или в пожилом возрасте физические упражнения невозможны, поэтому фармакологическое вмешательство является важной областью исследований», — сказал Уокер. «Теперь мы можем воздействовать на тромбоциты, чтобы способствовать нейрогенезу, улучшать когнитивные функции и противодействовать возрастному снижению когнитивных функций».
