Aktivnost mozga ima ulogu u ljudskom starenju i dugovječnosti
Po prvi su put znanstvenici pokazali da moždana aktivnost ima značajan utjecaj na ljudski životni vijek. U novoj studiji pokazuju kako je živčana aktivnost veća kod osoba s kraćim životnim vijekom, a niža kod onih koji žive dulje.
U nedavnom Priroda rada, istraživači s Harvard Medical School u Bostonu, MA, izvještavaju kako su pronašli jasan potpis ljudske dugovječnosti u genima moždane kore mozga.
Potpis koji su pronašli je obrazac ekspresije gena koji "karakterizira smanjenje regulacije gena povezanih s neuralnom ekscitacijom i sinaptičkom funkcijom", pišu autori.
Neuronska aktivnost povezana je s količinom signalizacije - u obliku električnih struja i drugih odašiljača - koja ide u mozak. Previše živčane aktivnosti ili pretjerana pobuda mogu se pojaviti na razne načine, poput trzanja mišića ili promjene raspoloženja.
Za istraživanje su istraživači izvodili stanične, genetske i molekularne eksperimente na crvima. Također su analizirali miševe s promijenjenim genima i ispitivali moždano tkivo ljudi starijih od 100 godina kada su umrli.
Ovi testovi otkrili su ne samo da promjena živčane aktivnosti može utjecati na životni vijek, već su dali i naznake o molekularnim procesima koji bi mogli biti uključeni.
"Intrigantan aspekt naših otkrića", kaže viši autor studije Bruce A. Yankner, profesor genetike i neurologije na Harvard Medical School, "jest da bi nešto tako prolazno kao što je stanje aktivnosti neuronskih krugova moglo imati tako dalekosežne posljedice na fiziologiju i životni vijek. "
Molekularni influenceri dugovječnosti
Znanstvenici već neko vrijeme znaju da neuronska aktivnost utječe na niz stanja, uključujući epilepsiju i demenciju. Međutim, iako su neke studije na životinjama ukazale na utjecaj na starenje, do sada nije bilo jasno može li se taj utjecaj proširiti i na ljude.
Signalizacija hormona inzulina i inzulinu sličan faktor rasta (IGF) već su poznati kao molekularni utjecaji na dugovječnost. Znanstvenici također vjeruju da je to isti signalni put kroz koji djeluje ograničenje kalorija.
Nova otkrića otkrivaju da neuronska pobuda također utječe na dugovječnost ovim signalnim putem inzulina i IGF-a. Ključ leži u faktoru transkripcije zvanom REST.
Transkripcijski faktori su proteini koji uključuju i isključuju gene, odnosno kontroliraju ekspresiju gena. Na taj način isti slijed gena može imati prilično različite učinke u stanicama, ovisno o tome koji su uključeni, a koji isključeni.
Dobrim dijelom zbog čimbenika transkripcije i njihove kontrole ekspresije gena stanice ljudi i drugi napredni organizmi imaju tako ogroman repertoar genetskih reakcija na svoju okolinu.
U prethodnom su radu prof. Yankner i njegov tim već pokazali da REST pomaže u zaštiti mozga od stresnih učinaka koji oštećuju živčane stanice, poput onih koje dovode do demencije.
REST suzbija živčanu aktivnost
U novoj studiji istraživači su otkrili da REST također suzbija živčanu aktivnost na životinjskim modelima, od crva do sisavaca. Čini se da transkripcijski faktor potiskuje gene koji imaju središnju ulogu u neuralnoj pobudi.
Ti geni kontroliraju ionske kanale, receptore kemijskih glasnika i komponente koje čine sinapse, a to su strukture koje omogućuju stanicama da međusobno prenose poruke.
Istražitelji su proveli testove u kojima su blokirali REST - ili ekvivalentni faktor transkripta - na različitim životinjskim modelima. Ovi testovi rezultirali su ne samo većom živčanom aktivnošću već i skraćivanjem životnog vijeka životinja.
Suprotno tome, povišenje razine REST-a imalo je suprotan učinak - dovelo je do niže živčane aktivnosti i duljeg životnog vijeka.
Ispitivanja stanica iz postmortalnog ljudskog moždanog tkiva također su otkrila da su osobe čiji je životni vijek premašio 100 godina imale znatno veće razine REST-a u svojim jezgrama u usporedbi s onima čiji je životni vijek bio kraći za 20-30 godina.
Učinak nižeg živčanog djelovanja, pak, uključuje drugu skupinu proteina nazvanu forkhead transkripcijski faktori koji utječu na dugovječnost signalnim putem inzulina i IGF-a u mnogim organizmima.
Profesor Yankner sugerira da bi iza promjena u neuralnoj aktivnosti ljudi mogli postojati genetski i okolišni čimbenici.
On i njegov tim predlažu da bi, kad se dodaju prethodnim saznanjima o ulozi koju REST igra u uvjetima oštećenja mozga, poput demencije, novi rezultati trebali potaknuti zanimanje za razvoj lijekova koji ciljaju protein.
Upozorava, međutim, da njihova studija nije razjasnila mogu li osobnost, razmišljanje ili ponašanje ljudi utjecati na njihov životni vijek.
"Uzbudljivo buduće područje istraživanja bit će utvrditi u kakvom su odnosu ti nalazi s takvim funkcijama ljudskog mozga višeg reda."
Prof. Bruce A. Yankner
