Dlaczego mózg się starzeje? Odpowiedź tkwi w genach

Mózg starzeje się w taki sam sposób, jak wszystkie struktury i systemy naszego ciała. Są jednak ludzie, którzy wydają się, że upływ czasu wpływa na nich bardziej niż na innych; nie tylko w jego budowie ciała, ale także w jego umiejętnościach. Dlaczego tak się dzieje? Co więcej możemy z tym zrobić? Czy niektórzy ludzie są bardziej narażeni na starzenie się lub czy mamy narzędzia do opóźnienia efektów lat??

Najwyraźniej, odpowiedzi na odkrycie tajemnicy starzenia się mózgu dotyczą pewnych genów. Grupa badaczy Babraham Institute w Cambridge (Wielka Brytania) i Sapienza University w Rzymie (Włochy) znalazła odpowiedzi pogłębiające narzędzia genetyczne, które wpływają na złożony mechanizm pogorszenia funkcji poznawczych związanych z wiekiem.

Prawda jest taka, że ​​już wiemy, jak wiele się dzieje, gdy mózg się starzeje. Na przykład wiadomo, że neurony pogarszają się i umierają, a następnie zastępują je nowe. Proces ten jest ułatwiony przez rodzaj komórek macierzystych, neuronalnych komórek macierzystych (NSC). Są to komórki układu nerwowego, które mogą się samoregenerować i tworzyć komórki progenitorowe.

Jednak, z czasem komórki te stają się mniej funkcjonalne, co czyni nasz mózg tak. Ale co powoduje starzenie się tych komórek? Jakie dokładnie zmiany molekularne są odpowiedzialne za jego pogorszenie? Oto pytania, na które naukowcy znaleźli odpowiedź.

Co się dzieje, gdy mózg się starzeje?

Zanim zobaczymy, dlaczego mózg się starzeje, zobaczmy, co starzeje się mózg. Starzenie się mózgu jest nieuniknione do pewnego stopnia, chociaż nie jest jednolite. W rzeczywistości wpływa na wszystkie mózgi, ale w inny sposób. Zmniejszenie starzenia się mózgu lub całkowite jego zatrzymanie byłoby najlepszym eliksirem do osiągnięcia wiecznej młodości.

Ludzki mózg zawiera około 100 000 milionów połączonych neuronów przez biliony synaps. Przez całe nasze życie nasz mózg zmienia się bardziej niż jakakolwiek inna część naszego ciała. Od momentu, gdy mózg zaczyna się rozwijać w trzecim tygodniu ciąży do starości, zmieniają się jego złożone struktury i funkcje.

W pierwszych latach życia mózg dziecka tworzy ponad milion nowych połączeń neuronowych na sekundę. Rozmiar mózgu wzrasta czterokrotnie w okresie przedszkolnym, a po 6 latach osiąga około 90 procent objętości dorosłego.

Płaty czołowe, które są obszarami mózgu odpowiedzialnymi za funkcje wykonawcze (takie jak planowanie, pamięć operacyjna i kontrola impulsów), należą do ostatnich obszarów mózgu, które dojrzewają. W rzeczywistości mogą nie zostać w pełni rozwinięte, dopóki nie osiągną wieku 35 lat.

Ale w pewnym momencie zaczęliśmy się starzeć. Z wiekiem wszystkie systemy naszego ciała stopniowo zmniejszają swoją zdolność do działania, w tym mózg. Zatem pewne zmiany w pamięci są związane z normalnym starzeniem się.

Powszechne zmiany pamięci związane z normalnym starzeniem się obejmują:

• Trudności w nauce czegoś nowego: zapamiętywanie nowych informacji może zająć więcej czasu.
• Trudność z wielozadaniowością: powolne przetwarzanie może utrudniać przetwarzanie i planowanie zadań równoległych.
• Trudność zapamiętywania nazw i numerów: pamięć strategiczna, która pomaga zapamiętać nazwy i liczby, zaczyna się zmniejszać po 20 latach.
• Trudności z zapamiętywaniem spotkań.

Podczas gdy niektóre badania to pokazują Jedna trzecia osób starszych ma trudności z pamięcią deklaratywną (wspomnienia wydarzeń lub wydarzeń, które zostały zapisane i które można odzyskać), inne badania wskazują, że jedna piąta osób w latach 70. wykonuje testy poznawcze, a także osoby w wieku 20 lat.

Ogólne zmiany zidentyfikowane podczas starzenia się mózgu obejmują:

• Masa mózgu. Skurcz płata czołowego i hipokampa (obszary zaangażowane w lepsze funkcje poznawcze i kodowanie nowych wspomnień). Zmiany zaczynają się około 60 lub 70 lat.
• Gęstość korowa. Przecięcie zewnętrznej powierzchni rowka ze względu na zmniejszenie połączeń synaptycznych. Mniej połączeń może przyczynić się do wolniejszego przetwarzania poznawczego.
• Biała materia. Istota biała składa się z mielinowanych włókien nerwowych, które zlepiają się w uliczki i przekazują sygnały nerwowe między komórkami mózgu. Uważa się, że mielina zmniejsza się z wiekiem iw rezultacie opóźnia przetwarzanie i zmniejsza funkcje poznawcze.
• Systemy neuroprzekaźnikowe. Naukowcy sugerują, że mózg generuje mniej przekaźników chemicznych wraz ze starzeniem się i to właśnie ten spadek aktywności dopaminy, acetylocholiny, serotoniny i noradrenaliny może odgrywać rolę w zmniejszaniu pamięci i poznania oraz wzrost depresji.

Rola genów, gdy mózg się starzeje

Teraz, gdy wiemy, co się dzieje, gdy mózg się starzejemy, wróćmy do badania, o którym wspomnieliśmy na początku, aby zobaczyć rolę genów w tym procesie. Najwyraźniej według naukowców, Gen Dbx2 może wyjaśniać starzenie się mózgu. 

Naukowcy porównali zmiany genetyczne w komórkach macierzystych / komórkach progenitorowych (NSPC) starych myszy (w wieku 18 miesięcy) i młodych myszy (w wieku 3 miesięcy). W ten sposób zidentyfikowali ponad 250 genów, które zmieniały swoje zachowanie w czasie, co oznacza, że ​​geny te mogą powodować nieprawidłowe działanie wskazanych komórek.

Kiedyś zawęzili poszukiwania do 250 genów, naukowców zauważył, że zwiększona aktywność genu o nazwie Dbx2 wydaje się zmieniać starzejące się NSPC. Przeprowadzili testy in vivo i in vitro, które wykazały, że zwiększona aktywność tego genu u młodych NSPC powoduje, że zachowują się one bardziej jak stare komórki macierzyste. Zwiększona aktywność Dbx2 uniemożliwiła NSPC wzrost lub proliferację w miarę rozwoju młodych komórek.

Ponadto w starszych NSPC naukowcy zidentyfikowano zmiany w znakach epigenetycznych, które mogą wyjaśniać, dlaczego komórki macierzyste mogą z czasem ulec pogorszeniu. Jeśli myślimy o naszym DNA jako alfabecie, znaki epigenetyczne są jak akcenty i znaki interpunkcyjne, ponieważ mówią naszym komórkom, czy powinny czytać geny i jak. W ramach tych badań naukowcy odkryli, w jaki sposób znaki te są inaczej rozmieszczone w genomie, „mówiąc” NSPC, że powinny rosnąć wolniej.

Dzięki tym badaniom wykazali to naukowcy te zmiany mogą przyczynić się do starzenia się mózgu poprzez spowolnienie procesu odnowy mózgu. Naukowcy mają nadzieję, że wyniki te pewnego dnia doprowadzą do odwrócenia procesu starzenia się. Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób starzenie wpływa na mózg, przynajmniej u myszy, naukowcy mają nadzieję zidentyfikować sposoby wykrywania spadku nerwowych komórek macierzystych.

Niesamowita historia mózgu Alberta Einsteina Historia mózgu Alberta Einsteina zaczyna się w dniu, w którym Thomas Harvey postanawia ukraść go podczas autopsji, po czym dziwna firma otwiera się, by poznać tajemnice najbardziej podziwianego geniuszu na świecie. Czytaj więcej ”