Prekomerna aktivnost možganov, povezana s krajšim življenjskim obdobjem

Video:

Živčna aktivnost možganov - ki je dolgo vpletena v motnje, od demence do epilepsije - ima tudi vlogo pri tem, kako dolgo živimo.

Študija, ki so jo vodili znanstveniki z Inštituta Blavatnik na Medicinski fakulteti Harvard in temelji na ugotovitvah človeških možganov, miši in črvov, nakazuje, da je pretirana aktivnost v možganih povezana s krajšim življenjskim obdobjem, medtem ko zatiranje prekomerne aktivnosti lahko podaljša življenje.

Nevronska aktivnost se nanaša na nenehno utripanje električnih tokov in prenosov v možganih. Po mnenju raziskovalcev se prekomerna aktivnost ali vznemirjenje lahko kaže na številne načine, od trzanja mišic do spremembe razpoloženja ali misli.

"Zanimiv vidik naših ugotovitev je, da bi lahko imelo nekaj tako prehodnega, kot je stanje aktivnosti nevronskih vezij, tako daljnosežne posledice za fiziologijo in življenjsko dobo," je povedal višji avtor študije dr. Bruce Yankner, profesor genetike in sourednik Centra za biologijo staranja Paul F. Glenn.

Zdi se, da nevronsko vzbujanje deluje vzdolž verige molekularnih dogodkov, za katere je znano, da vplivajo na dolgoživost - signalno pot insulina in insulinu podobnega rastnega faktorja (IGF), pojasnjujejo raziskovalci.

Zdi se, da je ključ v tej signalni kaskadi protein, imenovan REST, ki so ga raziskovalci iz laboratorija Yankner že pokazali za zaščito starajočih se možganov pred demenco in drugimi stresi.

Rezultati študije bi lahko privedli do zasnove novih terapij za stanja, ki vključujejo nevronsko prekomerno aktivnost, kot sta Alzheimerjeva bolezen in bipolarna motnja, so povedali raziskovalci.

Ugotovitve prav tako povečujejo možnost, da bi nekatera zdravila, na primer zdravila, ki ciljajo na REST, ali nekatera vedenja, kot je meditacija, lahko podaljšala življenjsko dobo z modulacijo živčne aktivnosti, so dejali.

Človeške razlike v živčni aktivnosti imajo lahko tako genetske kot okoljske vzroke, kar bi odprlo prihodnje možnosti za terapevtske posege, je dodal Yankner.

Raziskovalci so svojo preiskavo začeli z analizo vzorcev ekspresije genov - v kolikšni meri se različni geni vklopijo in izklopijo - v darovanem možganskem tkivu na stotine ljudi, ki so umrli v starosti od 60 do več kot 100 let.

Informacije so bile zbrane s tremi ločenimi raziskavami starejših odraslih. Analizirani v tej študiji so bili kognitivno nedotaknjeni, kar pomeni, da niso imeli demence, so opozorili raziskovalci.

Raziskovalci so takoj opazili osupljivo razliko med starejšimi in mlajšimi udeleženci študije, je dejal Yankner. Najdlje živeči ljudje - tisti, starejši od 85 let - so imeli nižjo izraženost genov, povezanih z živčnim vzbujanjem, kot tisti, ki so umrli med 60. in 80. letom starosti.

Nato je prišlo vprašanje, s katerim se soočajo vsi znanstveniki: Korelacija ali vzročna zveza? Ali se je to neskladje pri živčnem vzbujanju pojavljalo le ob pomembnejših dejavnikih, ki so določali življenjsko dobo, ali so ravni vzbujanja neposredno vplivale na dolgoživost? Če da, kako?

Da bi odgovorili na ta vprašanja, so raziskovalci izvedli vrsto poskusov, vključno z genetskimi, celičnimi in molekularno biološkimi testi v vzorčnem organizmu Caenorhabditis elegans, analizami gensko spremenjenih miši in dodatnimi analizami možganskega tkiva ljudi, ki so živeli več kot stoletje.

Ti eksperimenti so pokazali, da spreminjanje živčnega vzbujanja resnično vpliva na življenjsko dobo in osvetljuje, kaj bi se lahko dogajalo na molekularni ravni, so povedali raziskovalci in opozorili na vse znake, ki kažejo na beljakovine REST.

Raziskovalci so ugotovili, da REST, za katerega je znano, da uravnava gene, zavira tudi nevronsko vzbujanje.

Blokiranje REST ali njegovega ekvivalenta pri živalih je privedlo do večje živčne aktivnosti in zgodnejših smrtnih primerov, medtem ko je povečanje REST storilo ravno nasprotno.

Raziskovalci so tudi odkrili, da so ljudje, ki so živeli do 100 let in več, imeli bistveno več POČITKA v ​​jedrih svojih možganskih celic kot ljudje, ki so umrli v 70. ali 80. letih.

"Izjemno razburljivo je bilo videti, kako so se te različne vrste dokazov zbližale," je povedala soavtorica študije dr. Monica Colaiácovo, profesorica genetike na Harvardski medicinski šoli, katere laboratorij je sodeloval pri delu C. elegans.

Raziskovalci so ugotovili, da od črvov do sesalcev REST zavira izražanje genov, ki so osrednje vključeni v nevronsko vzbujanje, kot so ionski kanali, nevrotransmitorski receptorji in strukturne komponente sinaps.

Spodnje vzbujanje aktivira družino proteinov, znanih kot transkripcijski faktorji vilic. Dokazano je, da ti proteini pri številnih živalih posredujejo "pot dolgoživosti" s signaliziranjem insulina / IGF. Po mnenju raziskovalcev gre za isto pot, za katero znanstveniki menijo, da jo je mogoče aktivirati z omejitvijo kalorij.

Raziskovalci so poleg naraščajoče vloge pri preprečevanju nevrodegeneracije odkrivanje vloge REST-a v dolgoživosti še dodatno motivacijo za razvoj zdravil, ki ciljajo na beljakovine.

Čeprav bodo potrebni čas in številni testi, da se ugotovi, ali takšna zdravljenja zmanjšujejo živčno vzbujanje, spodbujajo zdravo staranje ali podaljšujejo življenjsko dobo, je koncept očaral nekatere raziskovalce.

"Možnost, da bi lahko aktiviral REST, bi zmanjšala ekscitacijsko živčno aktivnost in počasno staranje pri ljudeh, je izjemno vznemirljiva," je dejal Colaiácovo.

Študija je bila objavljena leta Narava.

Vir: Harvard Medical School