Почему физические упражнения помогают при рассеянном склерозе

Аэробные упражнения рассматриваются как терапевтическое вмешательство при рассеянном склерозе — они не только улучшают физическую форму пациентов, но и смягчают неврологические симптомы. Точные механизмы, которые можно было бы использовать для разработки лекарства, неизвестны. Существует предположение, что нейропротекторный эффект упражнений при рассеянном склерозе опосредован гормоном иризином, который выделяется при физических нагрузках. Авторы статьи в Nature Metabolism подтвердили эту роль иризина на мышах и показали, что он может стать мишенью для терапевтического вмешательства. 

Мышиная модель рассеянного склероза — это экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (ЭАЭ). Чтобы его вызвать, мышей иммунизировали пептидом миелин-олигодендроцитарного гликопротеина (MOG_35–55). Иммунизацию проводили после 8 недель содержания в клетке с колесом для бега (группа упражнений) или контрольной клетке с заблокированным колесом. В среднем мыши пробегали 7,8 км в день. 

Симптомы возникали на 7–10 день после иммунизации и достигали пика на 15–18 день, а затем болезнь переходила в хроническую фазу. У мышей, которые бегали в колесе, состояние после острой фазы восстанавливалось лучше, чем у малоподвижных контрольных животных. У них также была менее выражена утрата нейронов в спинном мозге, а микроглии, экспрессирующей маркер активации IBA1, было меньше. 

Авторы также выявили в икроножной мышце бегавших животных повышенный уровень мРНК Fndc5, кодирующей белок-предшественник иризина. Они показали, что нокаут Fndc5 отменял полезный эффект бега при ЭАЭ — патология у нокаутных мышей развивалась так же, как у малоподвижных. 

Затем учение оценили, как дополнительный иризин скажется на течении заболевания. Мышам дикого типа вводили аденоассоциированный вирусный вектор, кодирующий иризин или GFP в качестве контроля. Это также улучшало восстановление после острой фазы ЭАЭ и предотвращало гибель нейронов.

На интенсивность аутоиммунного ответа повышенный уровень иризина не влиял. Тогда исследователи проверили, какой эффект он оказывает на сами нейроны спинного мозга мышей. Оказалось, что иризин индуцировал в них экспрессию генов, связанных с функциями митохондрий, развитием дендритов и синаптической функцией. Иными словами, он запускал нейропротекторную программу транскрипции в самой нервной системе. 

Ученые проанализировали плотность синапсов с помощью иммунофлуоресценции и конфокальной микроскопии. Они обнаружили, что индуцированный упражнениями или искусственно экспрессированный иризин способствовал восстановлению синапсов при ЭАЭ. Дальнейший анализ механизма показал, что он поддерживает активность митохондрий в нейронах, что способствует их выживаемости. 

Чтобы обнаружить мишень связывания иризина в ЦНС, ученые вводили здоровым мышам или животным с ЭАЭ рекомбинантный иризин, а затем измеряли его уровень в плазме крови и в ЦНС. Уровни иризина в крови не отличались у мышей с ЭАЭ и контрольных, а вот в спинном мозге и префронтальной коре он накапливался значимо сильнее при ЭАЭ. Ранее предполагалось, что он способен связываться с рецептором αVβ5-интегрина, и авторы подтвердили повышенный уровень этого рецептора в нейронах передних рогов спинного мозга, причем именно в случае патологии.

Полученные данные объясняют, как иризин напрямую оказывает нейропротекторное действие при рассеянном склерозе. Обнаруженный механизм может лечь в основу создания методов терапии этого аутоиммунного заболевания. 

Повреждение миелиновых оболочек начинается за много лет до появления симптомов рассеянного склероза