Вчені з Лівану і США тривалу годину спостерігали за мишами, які бігали в колесі, і встановили, за рахунок чого систематична фізична активність, така як біг, викликає посилене утворення нейротропного фактора мозку в нейронах гіпокампу (BDNF), тобто структури мозку, що відповідає за пам’ять. Результати свого дослідження вони опублікували у журналі eLIFE.

Повідомляється, що нейротропний фактор мозку є важливим для формування довготривалої пам’яті. Крім того, він регулює нейрогенез – утворення нових нервних клітин. Нейрогенез відбувається не лише за ембріонального розвитку, а й у дорослих тварин. Людина – не виняток. У дорослих людей нові нейрони утворюються головним чином у гіпокампі – структурі, яка відповідає за перенесення інформації з короткочасної пам’яті у довготривалу. У мишей, крім гіпокампу, нейрони з’являються наново ще у кількох відділах мозку. Проте вчені зосередили увагу саме на гіпокампі гризунів, щоб співвіднести результати дослідження з даними про людей.

Дещо раніше науковці з’ясували, що в мозку мишей, які періодично бігають у колесі, після 30 днів експерименту значно більші концентрації BDNF, ніж у гризунів, які не мали такого фізичного навантаження. Проте механізми, що запускають посилене вироблення BDNF при регулярних фізичних упражненнях, не були відомі.

У мишей, які часто бігають, у печінці утворюється так зване кетонове тіло – бета-гідроксибутират. Воно активує промотори гена Bdnf у гіпокампі. Промотор – це ділянка гена, здатна зв’язуватися з ферментами для синтезу РНК і за рахунок цього запускати експресію (умовно – “включення”) даного гена. В результаті активації промотору Bdnf ген частіше “зчитується”, і утворюється більше відповідного білка. Крім того, бета-гідроксибутират знижує активність особливих речовин, що ускладнюють експресію гена Bdnf. Також виявилося, що бета-гідроксибутират стимулює виділення певних нейромедіаторів клітинами гіпокампу.

Вчені вирішили перевірити чи дійсно бета-гідроксибутират викликає посилення синтезу нейротропного фактора мозку. Вони ввели його безпосередньо у шлуночки мозку мишей, які не бігали. Вже через деяку годину у них значно підвищилася концентрація BDNF порівняно з контрольною групою.

Бета-гідроксибутират утворюється не тільки у мишей, а й у людей при частих фізичних навантаженнях. Багато видів фізичної активності запускають синтез бета-гідроксибутирату у печінці, і біг – лише один з них.