Nekatera področja možganov ohranjajo mladostno povezanost v staranju
Ta sposobnost obdržati »otroško« sposobnost v odrasli dobi potencialno prispeva k naši sposobnosti, da se naučimo novih veščin in oblikujemo nove spomine, ko se staramo.
Raziskovalci z Medicinske fakultete Univerze v Washingtonu v St. Louisu in Allenovega inštituta za možgansko znanost v Seattlu so do novih ugotovitev prišli s primerjavo ravni genske aktivnosti v različnih predelih možganov.
Ugotovili so možganske regije odraslih, kjer imajo geni, povezani z izgradnjo novih povezav med celicami, višjo raven aktivnosti. Isti geni so zelo aktivni tudi v mladih možganih, zato so raziskovalci ta vzorec genske aktivnosti poimenovali "otroško".
"Že prej smo vedeli, da imajo odrasli človeški možgani na splošno več aktivnosti med temi geni v primerjavi z drugimi sorodnimi vrstami, vključno s šimpanzi in opicami," je povedal prvi avtor Manu S. Goyal, dr.
"Naši novi rezultati to dejavnost povezujejo z obliko proizvodnje energije, za katero je znano, da je koristna za gradnjo bioloških struktur, kot so nove veje živčnih celic, potrebne za dodajanje povezav v možganih."
Znanstveniki verjamejo, da nove povezave med možganskimi celicami pomagajo kodirati nove spomine in spretnosti še dolgo potem, ko možgani prenehajo rasti.
Študija je bila objavljena v reviji Presnova celic.
Pred nekaj leti je starejši avtor dr. Marcus Raichle raziskal požrešno porabo sladkorja in kisika v možganih, da bi ustvaril energijo in omogočil druge funkcije, ko je opazil, da nekaj možganskih področij uživa sladkor z izjemno visoko hitrostjo.
Kasneje je s sodelavci pokazal, da je to zato, ker so bile te regije aktivno vključene v alternativni postopek pridobivanja energije, imenovan aerobna glikoliza.
"Aerobna glikoliza je po navadi oblika uživanja sladkorja, ki jo podpirajo rakave celice in druge hitro rastoče celice," je dejal Goyal.
"Zaradi tega smo se spraševali, ali so možganske regije, ki uporabljajo aerobno glikolizo, tudi tiste, ki imajo najbolj otroško gensko aktivnost, in sicer tiste, ki pomagajo pri oblikovanju novih povezav možganskih celic."
Za novo študijo je Raichle sodeloval z doktoratom Michaelom Hawrylyczom in ustvaril atlas možganskih možganov Allen, zbirko podatkov, ki podrobno opisuje delovanje genov v različnih delih možganov in ljudi različnih starosti.
Ko so raziskovalci atlas uporabili za iskanje genske aktivnosti v možganskih regijah z visoko stopnjo aerobne glikolize, so ugotovili, da imajo te regije bolj otroško gensko aktivnost kot druge možganske regije.
Ugotovili so tudi več kot 100 genov, ki so bili vedno bolj aktivni v teh regijah kot v drugih.
V okviru študije je Goyal analiziral tudi podatke iz prejšnjih raziskav drugih znanstvenikov, da bi pokazal, da je pri majhnih otrocih v možganih več aerobne glikolize.
"V odraslih možganih aerobna glikoliza predstavlja približno 10 do 12 odstotkov celotne porabe sladkorja," je dejal.
"Pri majhnih otrocih aerobna glikoliza predstavlja 30 do 40 odstotkov celotne porabe sladkorja."
Aerobna glikoliza je za proizvodnjo energije manj učinkovita kot oksidativna glikoliza, alternativna metoda, pri kateri se uporabljajo kisik in sladkor. Toda znanstveniki menijo, da je prvi boljši vir energije za hitro rast.
"Tudi pri odraslih obstajajo deli možganov, ki se še vedno hitro spreminjajo in prilagajajo, zato se aerobna glikoliza verjetno še naprej uporablja v možganih odraslih," je dejal Goyal.
Zdaj raziskovalci preučujejo, ali težave v določenih možganskih celicah, ki uporabljajo aerobno glikolizo, prispevajo k nevrorazvojnim težavam, kot sta avtizem ali duševna zaostalost, ali k nevrodegenerativnim motnjam, kot je Alzheimerjeva bolezen.
"Sposobnost podpiranja presnovnih potreb odraslih možganskih celic pri ustvarjanju novih povezav bo nekoč lahko pomembna za zdravljenje možganskih poškodb in nevrodegenerativnih motenj," je pojasnil Goyal. "Čaka nas še veliko dela, vendar je to zanimiv vpogled."
Vir: Univerza Washington - St.
