В новом исследовании, опубликованном в журнале Molecular Psychiatry, ученые из Института Макса Планка (Max Planck Institute) обнаружили, что физиологическая гипоксия приводит к росту нервных клеток.
Польза гипоксии мозга
Гипоксия мозга является чрезвычайным состоянием и может привести к необратимому повреждению нервных клеток. Тем не менее, появляется все больше свидетельств того, что в определенной степени гипоксия также может быть важным сигналом для роста.
Материалы и методы исследования
В новом исследовании ученые подробно изучили, какие области головного мозга и типы клеток страдают от гипоксии. Для этого ученые использовали генетически модифицированных мышей, которые продуцируют молекулу по всему мозгу, приводящую к образованию флуоресцентного красителя при гипоксии. В течении нескольких дней мыши бегали на специально подготовленных беговых колесах. Мыши должны были сосредоточиться во время бега на этих колесах, чтобы избежать спотыкания в дополнение к физической нагрузке. В качестве контрольных групп использовались мыши, которые не тренировались на беговых колесах, и мыши, подвергшиеся воздействию обедненного кислородом воздуха. Исследователи также изучили активацию генов в различных областях мозга и клеточных популяциях, чтобы выяснить, как мозг реагирует на вызванную активностью гипоксию.
Результаты исследования
Исследователи показали на мышах, что умственно и физически напряженная деятельность вызывает не только локальную, но и обширную физиологическую гипоксию в мозге. Гипоксия активирует, помимо всего прочего, эритропоэтин, который стимулирует образование новых синапсов и нервных клеток. Этот механизм объясняет, почему физические и умственные тренировки оказывают положительное влияние на когнитивную работоспособность в пожилом возрасте.
Ранее ученые обнаружили в экспериментах на животных, что умственные и физические нагрузки вызывают небольшой дефицит кислорода в определенных областях мозга. Это в конечном счете приводит к образованию новых нервных клеток. Ученые наблюдали, что гипоксия активирует фактор роста эритропоэтин (ФРЭ) в головном мозге. Хотя ФРЭ известен прежде всего своим стимулирующим действием на эритроциты, он также способствует образованию нервных клеток и их взаимодействию в головном мозге.
Авторы другого исследования утверждают, что недостаток кислорода во время беременности может вызвать шизофрению.
