Activitate excesivă a creierului legată de durata de viață mai scurtă

Video:

Activitatea neuronală a creierului - implicată mult timp în tulburări variind de la demență la epilepsie - joacă, de asemenea, un rol în cât trăim.

Studiul, condus de oamenii de știință de la Institutul Blavatnik de la Harvard Medical School și bazat pe descoperirile din creierul uman, șoarecii și viermii, sugerează că activitatea excesivă din creier este legată de durate de viață mai scurte, în timp ce suprimarea supraactivității poate prelungi viața.

Activitatea neuronală se referă la pâlpâirea constantă a curenților și transmisiilor electrice din creier. Activitatea excesivă sau excitația s-ar putea manifesta în numeroase moduri, de la o mișcare musculară la o schimbare a dispoziției sau a gândirii, potrivit cercetătorilor.

„Un aspect interesant al descoperirilor noastre este că ceva la fel de tranzitorie precum starea de activitate a circuitelor neuronale ar putea avea consecințe atât de îndelungate asupra fiziologiei și duratei de viață”, a declarat autorul principal al studiului, Dr. Bruce Yankner, profesor de genetică și codirector al Centrului pentru Biologia Îmbătrânirii Paul F. Glenn.

Excitația neuronală pare să acționeze de-a lungul unui lanț de evenimente moleculare cunoscute ca influențând longevitatea - calea de semnalizare a insulinei și a factorului de creștere asemănător insulinei (IGF), explică cercetătorii.

Cheia acestei cascade de semnalizare pare să fie o proteină numită REST, arătată anterior de cercetătorii din Yankner Lab pentru a proteja creierele îmbătrânite de demență și alte stresuri.

Rezultatele studiului ar putea duce la proiectarea de noi terapii pentru afecțiuni care implică supraactivitate neuronală, cum ar fi boala Alzheimer și tulburarea bipolară, au spus cercetătorii.

Constatările ridică, de asemenea, posibilitatea ca anumite medicamente, cum ar fi medicamentele care vizează REST, sau anumite comportamente, cum ar fi meditația, ar putea prelungi durata de viață prin modularea activității neuronale, au spus ei.

Variația umană în activitatea neuronală ar putea avea atât cauze genetice, cât și de mediu, ceea ce ar deschide căi viitoare de intervenție terapeutică, a adăugat Yankner.

Cercetătorii și-au început investigația prin analizarea tiparelor de expresie genică - măsura în care diferite gene sunt activate și oprite - în țesutul cerebral donat de la sute de oameni care au murit la vârste cuprinse între 60 și peste 100 de ani.

Informațiile au fost colectate prin intermediul a trei studii separate de cercetare a adulților în vârstă. Cei analizați în studiul actual au fost intact cognitiv, ceea ce înseamnă că nu au demență, au observat cercetătorii.

Cercetătorii au observat imediat o diferență izbitoare între participanții la studiu mai în vârstă și mai tineri, a spus Yankner. Cei mai longevivi oameni - cei peste 85 de ani - au avut o expresie mai scăzută a genelor legate de excitația neuronală decât cei care au murit între 60 și 80 de ani.

Apoi a apărut întrebarea cu care se confruntă toți oamenii de știință: corelația sau cauzalitatea? A existat această diferență în excitația neuronală alături de factori mai importanți care determină durata de viață sau nivelurile de excitație au afectat direct longevitatea? Dacă da, cum?

Pentru a răspunde la aceste întrebări, cercetătorii au efectuat o serie de experimente, inclusiv teste de biologie genetică, celulară și moleculară la organismul model Caenorhabditis elegans, analize ale șoarecilor modificați genetic și analize suplimentare ale țesutului cerebral ale persoanelor care au trăit mai mult de un secol.

Aceste experimente au arătat că modificarea excitației neuronale afectează într-adevăr durata de viață și a luminat ceea ce s-ar putea întâmpla la nivel molecular, au spus cercetătorii, menționând toate semnele care indicau proteina REST.

Cercetătorii au descoperit că REST, care este cunoscut pentru reglarea genelor, suprimă excitația neuronală.

Blocarea REST sau echivalentul său la animale a dus la o activitate neuronală mai mare și la decese mai timpurii, în timp ce stimularea REST a făcut contrariul.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că persoanele care au trăit până la 100 de ani și peste au avut semnificativ mai multă odihnă în nucleele celulelor creierului decât persoanele care au murit în anii 70 sau 80

„A fost extrem de interesant să vedem cum converg toate aceste linii diferite de dovezi”, a declarat co-autorul studiului, dr. Monica Colaiácovo, profesor de genetică la Harvard Medical School, al cărui laborator a colaborat la activitatea C. elegans.

Cercetătorii au descoperit că de la viermi la mamifere, REST suprimă expresia genelor care sunt implicate central în excitația neuronală, cum ar fi canalele ionice, receptorii neurotransmițătorilor și componentele structurale ale sinapselor.

Excitația mai mică activează o familie de proteine ​​cunoscute sub numele de factori de transcripție a furcii. S-a demonstrat că aceste proteine ​​mediază o „cale de longevitate” prin semnalizare insulină / IGF la multe animale. Este aceeași cale pe care oamenii de știință cred că poate fi activată prin restricție calorică, potrivit cercetătorilor.

În plus față de rolul său emergent în eliminarea neurodegenerării, descoperirea rolului REST în longevitate oferă o motivație suplimentară pentru a dezvolta medicamente care vizează proteina, au spus cercetătorii.

Deși va dura timp și multe teste pentru a determina dacă astfel de tratamente reduc excitația neuronală, promovează îmbătrânirea sănătoasă sau prelungesc durata de viață, conceptul a captivat unii cercetători.

„Posibilitatea ca a putea activa REST să reducă activitatea neuronală excitativă și să încetinească îmbătrânirea la oameni este extrem de interesantă”, a spus Colaiácovo.

Studiul a fost publicat în Natură.

Sursa: Harvard Medical School