Стареющий мозг: когда друзья превращаются в врагов

Функция мозга снижается с возрастом, даже у здоровых людей. Новое исследование показывает, почему.

В 2060 году общая численность населения в США старше 70 лет, по прогнозам, будет более чем в два раза. Исследования по проблемам старения могут иметь решающее значение для улучшения качества жизни миллионов людей в будущем и создания устойчивой системы здравоохранения для все более пожилого населения.

Новое исследование решает вопрос: почему старение здоровых мозгов подвергается функциональному снижению, а нейроны не выполняют так же хорошо, как раньше.

Источник: CC0 Creative Commons

• Lab-Grown Purkinje Neurons помогают расшифровать некоторые тайны аутизма
• Звуковой аргумент
• Драма одаренного ребенка: Часть 2
• Это кто твои родители действительно хотят, чтобы ты был с
• Уроки, извлеченные из Пхенчхан

С возрастом активность мозга снижается, независимо от того, насколько вы здоровы, насколько хороша ваша диета, сколько упражнений вы делаете или сколько социального взаимодействия вы получаете. Мы становимся более забывчивыми, отвлекаемыми, и производительность в целом не такая, как в начале 30-х годов. Память затрагивается в пожилом возрасте, не обязательно связана с началом болезни Альцгеймера или деменцией. Координация, а также наш метаболизм, являются дополнительными функциями организма, затронутыми в пожилом возрасте. Причина? Ваши нейроны не работают, как раньше. Это связано с уменьшением числа соединений, называемых синапсами, установленных между нейронами.

Но почему функция мозга снижается с возрастом, независимо от вашего общего состояния здоровья?

Синапсы развиваются на первых этапах жизни. Когда мозг человека достигает зрелости – около 25 лет – их синапсы должны стабилизироваться. При нормальном старении нейроны не теряются, но их синапсы, которые устраняются, нарушают некоторые функции мозга. Но если человек свободен от нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера или никогда не пострадал, как инсульт, почему наши нейроны теряют эти синапсы и хуже работают?

• Биология больше, чем тело
• Война культуры не закончится до тех пор, пока ученые не объяснят организмы
• Новая надежда на болезнь Паркинсона
• Жить, любить, жить снова: клонированные собаки Барбры Стрейзанд
• Мои прикроватные книги

В последние годы было обнаружено, что способ формирования, развития и поддержания синапсов нейронов не только зависит от них, но и помогает другим клеткам, называемым глиа. Глиальные клетки в мозге изучались в отношении их защитных и поддерживающих ролей в нервной системе.

Кроме того, многие исследования показали, что астроциты, определенный тип глиальных клеток, также играют активную роль в формировании и развитии синапсов как в отношении здоровья, так и в отношении болезней. Астроциты продуцируют и отправляют белки в нейроны, чтобы помочь синаптической функции. Другими словами, нейроны нуждаются в астроцитах, чтобы научиться общаться друг с другом.

Источник: CC0 Creative Commons

Новое исследование, проведенное в январе (Boisvert et al., 2018), изучало различные гены, которые активировались в астроцитах в младшем и старшем возрасте, ища вариации. Они обнаружили, что астроциты меняются с возрастом, и поэтому они участвуют в синаптическом распаде здоровых старших мозгов. Согласно исследованию, именно так астроциты способствуют тому, что наши мозги становятся старше:

1. Астроциты способствуют устранению синапсов в пожилом возрасте: астроциты в стареющих мозгах увеличивают активацию определенных генов, которые на ранних этапах жизни устраняют синапсы, которые не нужны. Повторная активация этих генов в здоровых старших мозгах способствует устранению синапсов, приводя к некоторому снижению возрастной функции мозга. Интересно, что эти гены также активны при некоторых неврологических расстройствах, таких как шизофрения или болезнь Альцгеймера.
2. Области мозга, особенно пораженные возрастом, также показывают значительные изменения в генах астроцитов в старшем мозге: изменения в генах астроцитов особенно заметны в областях мозга, которые в большей степени зависят от возраста, мозжечка и гипоталамуса. Эти области мозга вовлечены в координацию и метаболизм, функции, которые в значительной степени зависят от нормального старения.
3. Астроциты производят меньше холестерина: они обнаружили, что астроциты уменьшают гены, связанные с производством холестерина, что абсолютно необходимо в мозге. Все клетки, включая нейроны, нуждаются в холестерине, чтобы строить свои структуры и выполнять свою функцию. Однако холестерин, доступный в остальной части тела, не может пройти через гематоэнцефалический барьер, чтобы достичь нейронов. Поэтому астроциты отвечают за «местное» производство холестерина. В более старших возрастах ограничение на образование холестерина астроцитами лишает мозг из его источника, ставя под угрозу здоровые функции нейронов.

Почему астроциты, поддерживая нейроны на протяжении всей жизни, похоже, обращаются против них в более старшем возрасте? Почему астроциты, похоже, готовят более старый мозг, чтобы страдать от нейродегенеративных заболеваний? Что заставляет их обращаться от друзей к врагам?

Разрушение молекулярных механизмов, ответственных за нормальное старение в мозге, может пролить свет на то, почему некоторые люди предрасположены к заболеваниям, которые влияют на пожилые люди, такие как болезнь Альцгеймера или Паркинсона, и выявляют новые цели – например, астроциты и их молекулярные пути – для потенциального лечения, или вмешательство до возникновения возрастных заболеваний.

В конце концов, мы не становимся моложе.

Рекомендации

Епископ Н. А., Лу Т, Янкнер Б. А. (2010) Нейронные механизмы старения и когнитивного спада. Природа; 464 (7288): 529-35. doi: 10.1038 / природа08983.

Blanco-Suárez, E., Caldwell, ALM and Allen, NJ (2017), Роль взаимодействия астроцитов и синапсов при нарушениях ЦНС. J Physiol, 595: 1903-1916. DOI: 10,1113 / JP270988

Boisvert, MM, Erikson, GA, Shokhirev, MN, Allen, NJ (2018) Транскрипция стареющего астроцита из нескольких областей мозга мыши. Cell Reports, 22 (1), 269-285. https://doi.org/10.1016/j.celrep.2017.12.039.

Мурман, DL (2015). Влияние возраста на познание. Семинары в слушании, 36 (3), 111-121. http://doi.org/10.1055/s-0035-1555115