Гиперактивность нейронов сокращает жизнь
0
Исследователи впервые получили доказательство того, что деятельность нервной системы влияет на продолжительность жизни.
Несколько лет назад специалисты из Гарвардской медицинской школы начали изучать экспрессию генов в тканях головного мозга пожилых людей. В распоряжении учёных были сотни образцов, полученных от когнитивно здоровых людей, умерших в возрасте от 60 до 100 лет.
Команда заметила любопытную корреляцию. Чем больше прожил человек, тем менее активны были его гены, связанные с нервным возбуждением (разница была хорошо заметна в тканях людей, проживших менее 80 и более 85 лет).
Но существует ли причинно-следственная связь? Могут ли уровни возбуждения клеток мозга непосредственно влиять на продолжительность жизни? Если да, то как?
Чтобы найти ответы, учёные провели множество экспериментов, включая генетические, клеточные и молекулярные тесты с модельными круглыми червями Caenorhabditis elegans, анализы генетически модифицированных мышей и дополнительный анализ тканей мозга людей, которые прожили более века.
Эксперименты показали, что уровень нейронной активности действительно влияет на продолжительность жизни. А ключевая роль отведена белку под названием REST (эту аббревиатуру можно перевести как "отдых").
Блокировка этого белка у животных (при помощи препаратов либо генетических модификаций) приводила к повышению нейронной активности и сокращению продолжительности жизни. А повышение выработки этого белка, напротив, подавляло возбудимость клеток мозга и увеличивало продолжительность жизни (показатель червей, к примеру, составил целых 30%).
Мыши, у которых отсутствовал белок REST (снимки нижнего ряда), демонстрировали гораздо более высокую нейронную активность, чем обычные мыши (снимки верхнего ряда).
Фото Yankner Lab/Nature.
При этом отмечается, что снижение нейронной активности, вызванное усилением экспрессии REST, не приводило к каким-либо дисфункциональным изменениям.
"Животные могли функционировать, их мозг не "впадал в спячку". Однако, подавив нейронную активность, можно повлиять на процесс старения", – поясняет старший автор нового исследования профессор Брюс Янкнер (Bruce Yankner).
Между тем у людей-долгожителей было обнаружено значительно больше белка REST в ядрах их клеток мозга, чем у людей, скончавшихся в 70 или 80 лет.
"Когда в жизни человека клетки мозга наиболее уязвимы? Первый раз – во время развития плода, когда потеря молодых нейронов приведёт к весьма печальным последствиям. Второй – во время старения, когда на вас воздействуют окислительный стресс и неправильно свёрнутые или агрегированные белки, такие как бета-амилоид и тау-белок. Логично, что в эти два периода должна включаться система защиты нейронов, которые по большей части не восстанавливаются", – рассуждает Янкнер.
Команда также полагает, что REST, влияя на нейронную активность в стареющем мозге, может либо увеличивать вероятность нейродегенерации, либо, напротив, уменьшать её. Иными словами, изменение содержания этого белка в пожилом возрасте может играть роль в возникновении старческого слабоумия (деменции) и болезни Альцгеймера.
На первый взгляд выводы исследования могут показаться несколько нелогичными (оно даже рецензирование проходило целых два года).
Так, согласно общепринятому мнению, пожилым людям следует тренировать мозг, поскольку с годами эффективность мыслительных процессов снижается. Однако Янкнер поясняет, что вид чрезмерной нейронной активности, упомянутый в его исследовании, это не то же самое, что активность, которая имеет место при выполнении упражнений для тренировки мозга. В данном случае речь идёт о гипервозбудимости, которая связана со структурной дегенерацией, наблюдаемой, к примеру, при болезни Альцгеймера.
Авторы исследования надеются, что полученные данные откроют новые пути к разработке лекарств против старения и нейродегенеративных расстройств.
Однако потребуется больше исследований, чтобы поверить, смогут ли препараты, нацеленные на белок REST, а также другие способы изменения нейронной активности (например, медитация) увеличить продолжительность жизни людей и спасти их мозг от возрастных заболеваний.
Подробнее о проделанной работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о нейронной активности интеллектуалов и о том, какое нарушение в работе мозга пожилых людей отвечает за потерю памяти.
Несколько лет назад специалисты из Гарвардской медицинской школы начали изучать экспрессию генов в тканях головного мозга пожилых людей. В распоряжении учёных были сотни образцов, полученных от когнитивно здоровых людей, умерших в возрасте от 60 до 100 лет.
Команда заметила любопытную корреляцию. Чем больше прожил человек, тем менее активны были его гены, связанные с нервным возбуждением (разница была хорошо заметна в тканях людей, проживших менее 80 и более 85 лет).
Но существует ли причинно-следственная связь? Могут ли уровни возбуждения клеток мозга непосредственно влиять на продолжительность жизни? Если да, то как?
Чтобы найти ответы, учёные провели множество экспериментов, включая генетические, клеточные и молекулярные тесты с модельными круглыми червями Caenorhabditis elegans, анализы генетически модифицированных мышей и дополнительный анализ тканей мозга людей, которые прожили более века.
Эксперименты показали, что уровень нейронной активности действительно влияет на продолжительность жизни. А ключевая роль отведена белку под названием REST (эту аббревиатуру можно перевести как "отдых").
Блокировка этого белка у животных (при помощи препаратов либо генетических модификаций) приводила к повышению нейронной активности и сокращению продолжительности жизни. А повышение выработки этого белка, напротив, подавляло возбудимость клеток мозга и увеличивало продолжительность жизни (показатель червей, к примеру, составил целых 30%).
Мыши, у которых отсутствовал белок REST (снимки нижнего ряда), демонстрировали гораздо более высокую нейронную активность, чем обычные мыши (снимки верхнего ряда).
Фото Yankner Lab/Nature.
При этом отмечается, что снижение нейронной активности, вызванное усилением экспрессии REST, не приводило к каким-либо дисфункциональным изменениям.
"Животные могли функционировать, их мозг не "впадал в спячку". Однако, подавив нейронную активность, можно повлиять на процесс старения", – поясняет старший автор нового исследования профессор Брюс Янкнер (Bruce Yankner).
Между тем у людей-долгожителей было обнаружено значительно больше белка REST в ядрах их клеток мозга, чем у людей, скончавшихся в 70 или 80 лет.
"Когда в жизни человека клетки мозга наиболее уязвимы? Первый раз – во время развития плода, когда потеря молодых нейронов приведёт к весьма печальным последствиям. Второй – во время старения, когда на вас воздействуют окислительный стресс и неправильно свёрнутые или агрегированные белки, такие как бета-амилоид и тау-белок. Логично, что в эти два периода должна включаться система защиты нейронов, которые по большей части не восстанавливаются", – рассуждает Янкнер.
Команда также полагает, что REST, влияя на нейронную активность в стареющем мозге, может либо увеличивать вероятность нейродегенерации, либо, напротив, уменьшать её. Иными словами, изменение содержания этого белка в пожилом возрасте может играть роль в возникновении старческого слабоумия (деменции) и болезни Альцгеймера.
На первый взгляд выводы исследования могут показаться несколько нелогичными (оно даже рецензирование проходило целых два года).
Так, согласно общепринятому мнению, пожилым людям следует тренировать мозг, поскольку с годами эффективность мыслительных процессов снижается. Однако Янкнер поясняет, что вид чрезмерной нейронной активности, упомянутый в его исследовании, это не то же самое, что активность, которая имеет место при выполнении упражнений для тренировки мозга. В данном случае речь идёт о гипервозбудимости, которая связана со структурной дегенерацией, наблюдаемой, к примеру, при болезни Альцгеймера.
Авторы исследования надеются, что полученные данные откроют новые пути к разработке лекарств против старения и нейродегенеративных расстройств.
Однако потребуется больше исследований, чтобы поверить, смогут ли препараты, нацеленные на белок REST, а также другие способы изменения нейронной активности (например, медитация) увеличить продолжительность жизни людей и спасти их мозг от возрастных заболеваний.
Подробнее о проделанной работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.
Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о нейронной активности интеллектуалов и о том, какое нарушение в работе мозга пожилых людей отвечает за потерю памяти.