Ritmul circadian al genelor se schimbă odată cu vârsta

Ritmul circadian al activității genelor se modifică odată cu vârsta, potrivit unui nou studiu realizat la Școala de Medicină a Universității din Pittsburgh, care a examinat mii de gene din aproape 150 de creiere umane. Descoperirile sugerează, de asemenea, că un nou ceas biologic apare în creierul mai vechi.

Aproape toate procesele creierului și ale corpului, precum ciclul somn / veghe, metabolismul, vigilența și cunoașterea, sunt controlate de un ritm circadian de 24 de ore. Aceste tipare de activitate zilnică sunt reglementate de anumite gene care se găsesc în aproape toate celulele, dar rareori au fost studiate în creierul uman.

„Studiile au raportat că adulții în vârstă tind să efectueze mai bine sarcini cognitive complexe dimineața și să se înrăutățească pe parcursul zilei”, a declarat cercetătorul principal Colleen McClung, Ph.D.

„Știm, de asemenea, că ritmul circadian se schimbă odată cu îmbătrânirea, ducând la trezirea mai devreme dimineața, mai puține ore de somn și ritmuri de temperatură corporale mai puțin robuste.”

Prezența modificărilor genetice sau a „îmbătrânirii moleculare” în creier a fost demonstrată anterior de co-investigatorul senior Etienne Sibille, Ph.D.

Pentru studiu, oamenii de știință au examinat efectele îmbătrânirii normale asupra ritmurilor moleculare din cortexul pre-frontal uman, o zonă a creierului implicată în învățare, memorie și alte aspecte ale performanței cognitive.

Cercetătorii au analizat probe de creier de 146 de persoane fără antecedente de sănătate mintală sau probleme neurologice ale căror familii și-au donat rămășițele pentru cercetare medicală și pentru care era cunoscut momentul morții. Ei au clasificat creierul în funcție de faptul dacă au provenit de la o persoană mai mică de 40 sau mai mare de 60 de ani, apoi au analizat două probe de țesut din cortexul pre-frontal pentru activitate ritmică sau expresie a mii de gene.

Ei au identificat 235 de gene de bază care alcătuiesc ceasul molecular din această parte a creierului.

„Așa cum ne-am așteptat, tinerii aveau acel ritm zilnic în toate genele clasice de„ ceas ”, a spus dr. McClung. "Dar a existat o pierdere a ritmului în multe dintre aceste gene la persoanele în vârstă, ceea ce ar putea explica unele dintre modificările care apar în somn, cogniție și dispoziție în viața ulterioară."

Spre surprinderea lor, echipa a găsit, de asemenea, un set de gene care au câștigat ritmic la persoanele în vârstă.

Descoperirile ar putea contribui la dezvoltarea tratamentelor pentru problemele cognitive și de somn la persoanele în vârstă, precum și un tratament potențial pentru „apusul soarelui”, o afecțiune în care pacienții mai în vârstă cu demență devin agitați, confuzi și anxioși seara.

Deoarece depresia este asociată cu îmbătrânirea moleculară accelerată și cu întreruperile rutinelor zilnice, aceste rezultate pot, de asemenea, să arate lumina schimbărilor moleculare care apar la adulții cu depresie, a spus Sibille.

În cercetările viitoare, oamenii de știință intenționează să exploreze funcția genelor de ritm circadian ale creierului în modele de laborator și animale, precum și să vadă dacă acestea sunt modificate la persoanele care au boli psihiatrice sau neurologice.

Descoperirile sunt publicate online în Lucrările Academiei Naționale de Științe.

Sursa: Școlile de Științe ale Sănătății din Universitatea din Pittsburgh