Cirkadiánní rytmus genů se mění s věkem

Cirkadiánní rytmus genové aktivity se mění s věkem, podle nové studie na Lékařské fakultě University of Pittsburgh, která zkoumala tisíce genů z téměř 150 lidských mozků. Zjištění také naznačují, že se ve starším mozku objevují nové biologické hodiny.

Téměř všechny mozkové a tělesné procesy, jako je cyklus spánku / bdění, metabolismus, bdělost a poznání, jsou řízeny 24hodinovým cirkadiánním rytmem. Tyto vzorce denní aktivity jsou regulovány určitými geny, které se nacházejí téměř ve všech buňkách, ale zřídka byly studovány v lidském mozku.

"Studie uvádějí, že starší dospělí mají tendenci provádět složité kognitivní úkoly lépe ráno a zhoršovat se během dne," uvedla vedoucí vyšetřovatelka Colleen McClung, Ph.D.

"Víme také, že cirkadiánní rytmus se stárnutím mění, což vede k probuzení dříve ráno, méně hodin spánku a méně robustních rytmů tělesné teploty."

Přítomnost genových změn nebo „molekulárního stárnutí“ v mozku již dříve prokázal vedoucí spoluřešitel Etienne Sibille, Ph.D.

Pro studii vědci zkoumali účinky normálního stárnutí na molekulární rytmy v lidské pre-frontální kůře, oblasti mozku zapojené do učení, paměti a dalších aspektů kognitivního výkonu.

Vědci zkoumali vzorky mozku 146 lidí bez anamnézy duševního zdraví nebo neurologických problémů, jejichž rodiny věnovaly své ostatky lékařskému výzkumu a pro které byla známa doba smrti. Třídili mozky podle toho, zda pocházeli od osoby mladší 40 let nebo starší 60 let, a poté analyzovali dva vzorky tkáně z pre-frontální kůry na rytmickou aktivitu nebo expresi tisíců genů.

Identifikovali 235 základních genů, které tvoří molekulární hodiny v této části mozku.

"Jak jsme očekávali, mladší lidé měli tento denní rytmus ve všech klasických" hodinových "genech," řekl Dr. McClung. "U mnoha z těchto genů však došlo u starších lidí ke ztrátě rytmu, což by mohlo vysvětlit některé změny, ke kterým dochází v spánku, poznávání a náladě v pozdějším životě."

K jejich překvapení tým také našel soubor genů, které získaly rytmus u starších jedinců.

Zjištění by mohla přispět k vývoji léčby kognitivních problémů a problémů se spánkem u starších lidí, stejně jako k potenciální léčbě „zapadajícího slunce“, což je stav, kdy jsou pacienti s demencí ve večerních hodinách rozrušení, zmatení a úzkostliví.

"Vzhledem k tomu, že deprese je spojena se zrychleným stárnutím molekul a s narušením každodenních rutin, mohou tyto výsledky také osvětlit molekulární změny, ke kterým dochází u dospělých s depresí," uvedl Sibille.

V rámci budoucího výzkumu vědci plánují prozkoumat funkci genů cirkadiánního rytmu mozku v laboratorních a zvířecích modelech a zjistit, zda jsou změněny u lidí trpících psychiatrickými nebo neurologickými nemocemi.

Zjištění jsou zveřejněna online v Sborník Národní akademie věd.

Zdroj: Školy zdravotnických věd University of Pittsburgh