Интенсивные физические тренировки помогают лечению болезни Паркинсона

После шести месяцев упражнений нейроны стали здоровее и начали производить больше дофамина. Дофамин — это химическое вещество, которое помогает клеткам мозга общаться друг с другом.

«Это первый случай, когда визуализация использовалась для подтверждения того, что биология мозга у людей, страдающих болезнью Паркинсона, изменяется под воздействием интенсивных физических упражнений», — говорит Эван Д. Моррис, соавтор работы, профессор Йельского университета.

Болезнь Паркинсона — это нейродегенеративное заболевание, вызванное неправильным сворачиванием белка альфа-синуклеина, который естественным образом присутствует в наших клетках. Неправильно свернутый белок накапливается внутри нейронов и повреждает их.

Больше всего страдают при этом страдают клетки, производящие дофамин. Они находятся в области мозга, известной как черная субстанция. Когда эти клетки отмирают, недостаток дофамина создает физические симптомы заболевания, такие как тремор и замедление движений. Болезнь развивается достаточно медленно, и на тот момент, когда пациенту ставят диагноз, обычно уже потеряно более половины нейронов, производящих дофамин.

«Если у пациентов клинически проявляются типичные двигательные симптомы болезни Паркинсона, это значит что нейродегенеративный процесс начался гораздо раньше, может быть, десять или двадцать лет назад», — говорит соавтор работы доктор Суле Тиназ.

Наиболее распространенный доступный препарат против Паркинсона — это леводопа. Он заменяет недостающий дофамин. Хотя препарат эффективен для облегчения двигательных симптомов, он не предотвращает продолжающуюся нейродегенерацию и может вызывать нежелательные побочные эффекты при длительном применении. Например, могут появиться неконтролируемые резкие движения (дискинезия). В настоящее время лекарства от этой болезни не существует.

Некоторые тренажерные залы предлагают программы упражнений специально для пациентов, страдающих болезнью Паркинсона. «Я всегда говорю пациентам, что физические упражнения — это часть их лечения», — говорит доктор Тиназ. — «Точно так же, как я прописываю лекарства, я обязательно прописываю упражнения».

Ранее два тщательно спланированных клинических исследования показали, что выполнение высокоинтенсивных упражнений, в которых участники достигают примерно 80–85% максимальной частоты пульса, соответствующей их возрасту, три раза в неделю в течение шести месяцев коррелирует с менее выраженными двигательными симптомами заболевания. «Эти исследования показали, что физические упражнения действительно воздействуют на течение заболевания», — говорит Тиназ. Команда Йельского университета использовала эти клинические испытания в качестве модели для своего нового исследования.

Для своего исследования ученые и врачи из Йельского университета набрали пациентов, у которых болезнь Паркинсона была диагностирована менее четырех лет назад. На этой стадии заболевания пациенты еще не потеряли все нейроны, продуцирующие дофамин. Прежде чем зарегистрироваться, все участники прошли двухнедельный испытательный период, чтобы убедиться, что они смогут справиться с интенсивностью занятий.

После испытательного периода участники прошли первый этап сканирования мозга. С помощью МРТ было измерено количество нейромеланина — темного пигмента, обнаруженного в нейронах, продуцирующих дофамин, — в черной субстанции. Второе исследование представляло собой ПЭТ-сканирование, которое измеряло доступность транспортера дофамина (DAT). DAT — это белок, который помогает нейронам поддерживать правильный уровень дофамина.

Десять участников прошли шестимесячный цикл высокоинтенсивных упражнений в рамках программы Hespeler's Beat Parkinson's Today. Из-за пандемии COVID-19 занятия проходили онлайн. Эти занятия включают функциональные интервалы высокой интенсивности (HIFI), предназначенные для поддержания повышенного пульса участников на протяжении большей части тренировки. Участники носили мониторы сердечного ритма, чтобы убедиться, что они в порядке.

Каждый из них устанавливал целевую частоту пульса. Пациенты также использовали носимые устройства (например, Fitbit) для записи своих движений. Через шесть месяцев исследователи повторили МРТ и ПЭТ.

После шестимесячной программы визуализация мозга показала значительное увеличение сигналов нейромеланина и DAT в черной субстанции. Это говорит о том, что высокоинтенсивные упражнения не только замедлили нейродегенеративный процесс, но и помогли оздоровлению дофаминергической системы: дофамина стало больше.

«Там, где мы обычно ожидали увидеть снижение сигналов DAT и нейромеланина, мы увидели увеличение», — говорит Барт де Лаат, соавтор работы. — «Мы надеялись увидеть, что нейродегенерация замедлится или временно прекратится, но вместо этого мы увидели улучшение состояния у 9 из 10 человек. Это замечательно».

Исследование подчеркивает важность включения режима физических упражнений в план лечения болезни Паркинсона. «Имеющиеся у нас лекарства предназначены только для симптоматического лечения. Они не меняют течение заболевания», — говорит доктор Тиназ. — «Но упражнения, кажется, по-настоящему защищают мозг на уровне нейронов».

Команда надеется, что ее работа вдохновит других ученых уделить приоритетное внимание исследованиям физических упражнений и их потенциала, изменяющего течение болезни Паркинсона.

Болезнь Паркинсона является одним из самых быстрорастущих неврологических заболеваний в мире. По оценкам исследователей, к 2040 году более 12 миллионов человек во всем мире будут жить с этим заболеванием. Новое исследование обещает, что физические упражнения могут смягчить огромные личные и экономические издержки, которые несет эта болезнь.