Nadměrná aktivita mozku spojená s kratší životností

Video:

Neurální aktivita mozku - dlouho zapletená do poruch od demence po epilepsii - také hraje roli v tom, jak dlouho žijeme.

Studie vedená vědci z Blavatnikova institutu na Harvardské lékařské fakultě a založená na poznatcích z lidských mozků, myší a červů naznačuje, že nadměrná aktivita v mozku souvisí s kratší životností, zatímco potlačení nadměrné aktivity může prodloužit život.

Neurální aktivita se týká neustálého blikání elektrických proudů a přenosů v mozku. Nadměrná aktivita nebo excitace se podle výzkumníků mohla projevit mnoha způsoby, od svalového záškubu po změnu nálady nebo myšlení.

"Zajímavým aspektem našich zjištění je, že něco tak přechodného, ​​jako je stav aktivity neurálních obvodů, může mít tak dalekosáhlé důsledky pro fyziologii a délku života," uvedl hlavní autor studie Dr. Bruce Yankner, profesor genetiky a spolurežisér Centra pro biologii stárnutí Paula F. Glenna.

Zdá se, že nervová excitace působí podél řetězce molekulárních událostí, o nichž je známo, že ovlivňují dlouhověkost - signální cestu inzulínu a inzulínového růstového faktoru (IGF), vysvětlují vědci.

Klíčem v této signalizační kaskádě se zdá být protein zvaný REST, který dříve prokázali vědci v laboratoři Yankner Lab k ochraně stárnoucích mozků před demencí a dalšími stresy.

Výsledky studie by mohly vést k návrhu nových terapií pro podmínky, které zahrnují neurální hyperaktivitu, jako je Alzheimerova choroba a bipolární porucha, uvedli vědci.

Zjištění také zvyšují možnost, že určité léky, jako jsou léky, které se zaměřují na REST, nebo určité chování, jako je meditace, mohou prodloužit životnost modulováním nervové aktivity, uvedli.

Lidské rozdíly v nervové aktivitě mohou mít genetické i environmentální příčiny, což by otevřelo nové cesty pro terapeutický zásah, dodal Yankner.

Vědci zahájili vyšetřování analýzou vzorců genové exprese - do jaké míry se různé geny zapínají a vypínají - v darované mozkové tkáni od stovek lidí, kteří zemřeli ve věku od 60 do více než 100 let.

Informace byly shromážděny prostřednictvím tří samostatných výzkumných studií starších dospělých. Vědci analyzovali v této studii kognitivně neporušené, což znamená, že neměli demenci.

Vědci si okamžitě všimli výrazného rozdílu mezi staršími a mladšími účastníky studie, řekl Yankner. Nejdelší lidé - lidé nad 85 let - měli nižší expresi genů souvisejících s nervovou excitací než ti, kteří zemřeli ve věku 60 až 80 let.

Dále přišla otázka, se kterou se všichni vědci potýkají: Korelace nebo příčina? Vyskytovala se tato nerovnost v nervové excitaci pouze spolu s důležitějšími faktory určujícími délku života nebo ovlivňovaly úrovně excitace přímo délku života? Pokud ano, jak?

Aby vědci odpověděli na tyto otázky, provedli řadu experimentů, včetně genetických, buněčných a molekulárních biologických testů na modelovém organismu Caenorhabditis elegans, analýz geneticky pozměněných myší a dalších analýz mozkových tkání lidí, kteří žili více než sto let.

Tyto experimenty odhalily, že změna nervové excitace skutečně ovlivňuje délku života a osvětlila, co se může dít na molekulární úrovni, uvedli vědci, přičemž si všimli všech známek poukazujících na protein REST.

REST, o kterém je známo, že reguluje geny, také potlačuje nervovou excitaci, zjistili vědci.

Blokování REST nebo jeho ekvivalentu u zvířat vedlo k vyšší nervové aktivitě a dřívějším úmrtím, zatímco posílení REST způsobilo opak.

Vědci také zjistili, že lidé, kteří žili do 100 let a dále, měli podstatně více REST v jádrech jejich mozkových buněk než lidé, kteří zemřeli v 70. nebo 80. letech.

"Bylo nesmírně vzrušující sledovat, jak se všechny tyto různé linie důkazů sbíhaly," uvedla spoluautorka studie Dr. Monica Colaiácovo, profesorka genetiky na Harvardské lékařské škole, jejíž laboratoř spolupracovala na práci C. elegans.

Vědci zjistili, že od červů po savce potlačuje REST expresi genů, které se centrálně podílejí na nervové excitaci, jako jsou iontové kanály, receptory neurotransmiterů a strukturní složky synapsí.

Nižší excitace aktivuje rodinu proteinů známých jako transkripční faktory forkhead. Ukázalo se, že tyto proteiny u mnoha zvířat zprostředkovávají „cestu dlouhověkosti“ prostřednictvím inzulínové / IGF signalizace. Podle vědců je to stejná cesta, kterou podle vědců lze aktivovat kalorickým omezením.

Vedle objevující se role při zastavení neurodegenerace poskytuje objev REST role v dlouhověkosti další motivaci k vývoji léků zaměřených na protein, uvedli vědci.

Ačkoli bude trvat čas a mnoho testů, aby se zjistilo, zda taková léčba snižuje nervovou excitaci, podporuje zdravé stárnutí nebo prodlužuje délku života, koncept zaujal některé výzkumníky.

"Možnost, že schopnost aktivovat REST sníží excitační nervovou aktivitu a zpomalí stárnutí u lidí, je nesmírně vzrušující," řekl Colaiácovo.

Studie byla publikována v Příroda.

Zdroj: Harvard Medical School