Предполагаемые механизмы участия лактата в улучшении когнитивных функций при физической нагрузке: двойная роль энергетического субстрата и сигнальной молекулы

Ранее лактат считали метаболическим отходом, связанным главным образом с утомлением при физической нагрузке. Однако недавние исследования показали, что он может опосредовать благоприятное влияние физической активности на здоровье мозга. В этом процессе лактат выполняет двойную функцию: служит энергетическим субстратом и сигнальной молекулой. Астроциты захватывают глюкозу из крови или расщепляют гликоген в ходе гликолиза, образуя лактат, который затем выделяется во внеклеточное пространство. Нейроны поглощают внеклеточный лактат, получая дополнительный субстрат для энергетического обмена, необходимый при возрастании синаптической активности и потребности в энергии. Таким образом, синаптическая активность и передача энергии тесно связаны метаболически. Кроме того, лактат действует как сигнальная молекула: через специфические рецепторы он активирует нижележащие сигнальные пути, вызывая экспрессию генов раннего ответа и ангиогенез в головном мозге. Физическая нагрузка умеренной и высокой интенсивности увеличивает образование и накопление лактата в мышцах и крови, а также способствует поступлению в мозг лактата, образовавшегося в скелетных мышцах, и усиливает аэробный гликолиз, повышая выработку лактата непосредственно в мозге. Кроме того, физическая нагрузка регулирует экспрессию или активность переносчиков и ферментов, участвующих в переносе лактата между астроцитами и нейронами, поддерживая эффективность этого процесса. Она также активирует рецептор лактата HCAR1 и тем самым влияет на пластичность мозга. Переосмысление роли лактата в когнитивных функциях и регуляторного влияния физической нагрузки составляет основное содержание и новизну этого обзора. Это может расширить теоретические представления о роли лактата в поддержании здоровья мозга при физической нагрузке и предложить новые подходы к формированию стратегии здорового старения.