Генетически сильные мышцы связаны с меньшим снижением когнитивных функций

Фото из открытых источников

Генетическая предрасположенность к сильному хвату связана с лучшим когнитивным здоровьем у пожилых людей. Недавно исследователи обнаружили, что люди, рожденные с генетическими особенностями, благоприятствующими мышечной силе, также, как правило, испытывают более медленное снижение умственных способностей с возрастом. Согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Neurobiology of Aging, эта взаимосвязь действует независимо от того, насколько человек занимается физическими упражнениями.

Потеря двигательных функций, включая основные физические движения и контроль над мышцами, часто предшествует снижению когнитивных способностей. Медицинские работники часто измеряют силу хвата с помощью простого портативного устройства в качестве быстрого индикатора общего состояния здоровья человека. Слабая сила хвата является известным фактором риска развития проблем с памятью и болезни Альцгеймера в более позднем возрасте.

Биологические причины этой связи остаются предметом дискуссий. Одно из распространенных объяснений связано с общим состоянием здоровья. Люди, поддерживающие свою физическую форму, возможно, просто более физически активны, что со временем способствует здоровью сердца и работе мозга. С этой точки зрения, выбор образа жизни является основным связующим звеном между сильным телом и острым умом.

Другое объяснение предполагает более прямую биологическую связь между мышцами и мозгом. Для создания сильного физического сжатия необходимы скоординированные сигналы от нервной системы. С возрастом изменения в этих нервных путях могут вызывать как мышечную слабость, так и когнитивные трудности.

Некоторые данные указывают на физиологические взаимодействия между типами тканей. Скелетные мышцы выделяют специфические белки, которые циркулируют в кровотоке и влияют на обучение и нейронную адаптацию в головном мозге. В этом сценарии генетические профили, защищающие мышечную массу или целостность нервной системы, могут напрямую сохранять когнитивные функции.

Чтобы исследовать эту взаимосвязь, Рейчел Берковитч и Дэниел Фельски вместе с группой коллег из Университета Торонто, Центра по проблемам зависимостей и психического здоровья и Медицинского центра Университета Раш обратились к генетическим данным. Они хотели выяснить, может ли врожденная генетическая предрасположенность к силе хвата предсказывать когнитивные результаты. Они также хотели узнать, существует ли эта генетическая связь до того, как вступают в игру факторы образа жизни, такие как физические упражнения.

Полигенный показатель риска — это инструмент, который суммирует предполагаемые эффекты тысяч мельчайших генетических вариаций по всей последовательности ДНК человека. Многие физиологические признаки контролируются не одним геном, а небольшим вкладом бесчисленных разрозненных генетических маркеров. Вычисляя этот суммарный показатель, исследователи могут оценить генетическую вероятность развития у человека определенного физического признака.

Исследовательская группа разработала генетический показатель силы хвата для более чем 25 000 взрослых. Участники были отобраны из двух отдельных исследований старения: Канадского лонгитюдного исследования старения и исследования религиозных орденов, а также проекта Раша по изучению памяти и старения. Использование двух больших групп позволило исследователям выявить закономерности, которые сохранялись при различных демографических характеристиках и методах тестирования.

В канадском исследовании приняли участие более 23 000 преимущественно здоровых взрослых людей среднего и пожилого возраста, что позволило команде наблюдать ранние изменения в памяти и мышлении. В проекте Раша отслеживалось состояние примерно 2000 пожилых людей, включая католических монахинь и священников в Соединенных Штатах. Эти пожилые участники ежегодно проходили подробные когнитивные тесты и давали согласие на пожертвование мозга после смерти.

Во-первых, исследователи убедились, что их генетический инструмент работает должным образом. В обеих группах исследования люди с более высокими генетическими показателями силы хвата также демонстрировали более сильный физический хват при сжатии тестового устройства. Это подтвердило, что генетический анализ точно отражает реальные физические характеристики.

Далее команда исследовала когнитивные способности. Как в канадской, так и в группе Раша люди с более высокими генетическими показателями силы хвата показали лучшие результаты в общих когнитивных тестах. Эта взаимосвязь с результатами тестов сохранялась даже после того, как исследователи учли возраст, пол, индекс массы тела и риск сердечно-сосудистых заболеваний.

Исследователи также отслеживали изменения памяти и мыслительных способностей с течением времени. В исследовании Раша, в котором участники наблюдались до 21 года, у тех, кто входил в верхнюю треть по генетическим показателям силы хвата, наблюдалось более медленное снижение когнитивных функций по сравнению с теми, кто входил в нижнюю треть. Разница соответствовала 20-процентному улучшению сохраненных когнитивных функций за весь период исследования.

В канадской группе генетический показатель не предсказывал долгосрочные изменения скорости когнитивных процессов или памяти. Исследователи предположили, что это расхождение может быть связано с тем, что канадские участники были относительно моложе и здоровее. Более короткий период наблюдения в канадской группе также мог затруднить выявление медленных изменений в умственных способностях.

Затем команда проверила, действительно ли когнитивные преимущества обусловлены исключительно физической активностью. Они использовали статистические модели, чтобы проверить, обусловлена ли связь между генетическим показателем и когнитивным здоровьем в первую очередь заявленными привычками к физическим упражнениям. Анализ показал, что физическая активность не выступала в качестве опосредующего фактора.

Вместо этого, реальная физическая сила и масса мышечной ткани играли более значительную роль в связи генетического показателя с когнитивными результатами. Это говорит о том, что генетическая предрасположенность к мышечной силе влияет на когнитивное старение в основном через прямые биологические пути, связанные с функцией мышц, а не через поведенческие решения, такие как решение заниматься спортом.

Поскольку исследование Раша включало вскрытие головного мозга, команда смогла выявить физические признаки болезни Альцгеймера. К таким признакам относятся накопление неправильно свернутых белков, известных как амилоидные бляшки и тау-клубки. Они также проверили наличие микроинфарктов — крошечных инсультов, которые со временем могут повредить ткани головного мозга.

Генетический показатель силы хвата кисти не показал никакой связи ни с одной из 12 измеренных посмертных патологий головного мозга. Отсутствие связи с традиционными индикаторами деменции предполагает совершенно иной биологический механизм. Генетическая предрасположенность к мышечной силе может отражать форму общей биологической устойчивости, которая защищает мозг, не изменяя типичное накопление бляшек и нейрофибриллярных клубков.

Исследователи также сравнили показатели силы хвата с установленной генетической шкалой риска болезни Альцгеймера. Медицинские работники все чаще обращают внимание на генетический риск болезни Альцгеймера, чтобы выявлять пациентов, которым может быть полезна ранняя терапия. Однако эти генетические модели все еще несовершенны и отражают лишь часть общего риска для человека.

Добавление переменной, отражающей силу хвата, повысило точность базовых моделей прогнозирования болезни Альцгеймера. Этот комбинированный подход продемонстрировал более сильную связь с когнитивными результатами, чем оценка только по шкале болезни Альцгеймера. В будущих клинических моделях можно было бы включить генетические характеристики физических признаков для более точной оценки когнитивных нарушений.

Несмотря на большой размер выборки, исследователи отметили ряд ограничений в своих данных. Показатели физической активности основывались на самоотчетах, полученных только за последние несколько недель, что может неточно отражать привычки человека к физическим упражнениям на протяжении всей жизни. История физической активности за всю жизнь дала бы более точное представление о том, как поведенческие факторы связаны с генетической предрасположенностью на протяжении десятилетий.

Кроме того, анализ был сосредоточен исключительно на лицах европейского происхождения. Для подтверждения того, применимы ли эти взаимосвязи в глобальном масштабе к различным популяциям, необходимы исследования с участием людей с более широким генетическим фоном.

Дальнейшие исследования должны будут выявить точные биологические сети, связывающие здоровье мышц и когнитивные функции. В настоящее время команда изучает другие потенциальные биологические маркеры, такие как специфические структуры мозга, видимые на снимках, и циркулирующие белки иммунной системы. Выявление конкретных метаболических или неврологических путей, связывающих функцию мышц со здоровьем мозга, в конечном итоге может вдохновить на разработку новых стратегий замедления потери памяти.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний