Az agyi aktivitás szerepet játszik az emberi öregedésben és a hosszú élettartamban
Először a tudósok kimutatták, hogy az agyi aktivitás jelentősen befolyásolja az emberi élettartamot. Egy új tanulmányban azt mutatják be, hogy a rövidebb élettartamú egyéneknél magasabb az idegi aktivitás, és a hosszabb életet élőknél alacsonyabb.
Egy nemrégiben Természet cikk, a bostoni Harvard Medical School kutatói arról számoltak be, hogy az agy agykérgének génjeiben hogyan találták meg az emberi hosszú élettartam egyértelmű aláírását.
Az általuk talált aláírás a génexpresszió mintázata, amelyet „az idegi gerjesztéssel és a szinaptikus funkcióval kapcsolatos gének visszaszorítása jellemez” - írják a szerzők.
A neurális aktivitás az agyban zajló jelzés mennyiségével - elektromos áramok és más adók formájában - kapcsolatos. A túl sok idegi aktivitás vagy a túlzott gerjesztés különféle módon jelen lehet, például izomrángás vagy hangulatváltozás.
A tanulmányhoz a kutatók sejtes, genetikai és molekuláris kísérleteket végeztek férgekben. Elemezték a megváltozott génekkel rendelkező egereket is, és megvizsgálták az agyszövetet olyan embereknél, akik meghalásukkor 100 évnél idősebbek voltak.
Ezek a tesztek nemcsak azt tárták fel, hogy az idegi aktivitás megváltoztatása befolyásolhatja az élettartamot, hanem nyomokat adtak az esetlegesen érintett molekuláris folyamatokról is.
"Eredményeink érdekfeszítő aspektusa" - mondja Bruce A. Yankner, a Harvard Medical School genetikai és neurológiai professzora vezető tanulmány szerzője -, hogy valami olyan átmeneti, mint az idegi áramkörök aktivitási állapota, olyan távoli következményekkel járhat a fiziológiára nézve és élettartama. ”
A hosszú élettartam molekuláris befolyásolói
A tudósok egy ideje tudják, hogy az idegi aktivitás számos állapotot érint, beleértve az epilepsziát és a demenciát. Noha néhány állatkísérlet rámutatott az öregedésre gyakorolt hatásra, eddig nem volt világos, hogy ez a hatás kiterjedhet-e az emberekre is.
Az inzulin hormonok és az inzulinszerű növekedési faktor (IGF) általi szignálozás már jól ismert, mint a hosszú élettartam molekuláris befolyásolója. A tudósok úgy vélik, hogy ez ugyanaz a jelátviteli útvonal, amelyen keresztül működik a kalóriakorlátozás.
Az új eredmények azt mutatják, hogy az idegi gerjesztés befolyásolja az inzulin és az IGF jelátviteli út hosszú élettartamát is. A kulcs a REST nevű transzkripciós faktorban rejlik.
A transzkripciós faktorok olyan fehérjék, amelyek be- és kikapcsolják a géneket, vagyis szabályozzák a génexpressziót. Ily módon ugyanannak a génszekvenciának egészen más hatása lehet a sejtekben, attól függően, hogy melyik be van kapcsolva és melyik ki.
Nagyrészt a transzkripciós tényezőknek és a génexpresszió szabályozásának köszönhető, hogy az emberek és más fejlett szervezetek sejtjeinek olyan hatalmas genetikai reakciói vannak a környezetükre.
Korábbi munkájában Prof. Yankner és csapata már megmutatta, hogy a REST segít megvédeni az agyat az idegsejteket károsító stresszes hatásoktól, például azoktól, amelyek demenciához vezetnek.
A REST elnyomja az idegi aktivitást
Az új tanulmányban a kutatók azt találták, hogy a REST a férgektől az emlősökig terjedő állatmodellekben is elnyomja az idegi aktivitást. Úgy tűnik, hogy a transzkripciós faktor elnyomja azokat a géneket, amelyek központi szerepet játszanak az idegi gerjesztésben.
Ezek a gének vezérlik az ioncsatornákat, a kémiai hírvivők receptorait és a szinapszisokat alkotó komponenseket, amelyek azok a struktúrák, amelyek lehetővé teszik a sejtek számára, hogy üzeneteket továbbítsanak egymásnak.
A kutatók olyan teszteket futtattak, amelyekben blokkolták a REST-et - vagy az azzal egyenértékű transzkriptum-faktort - a különböző állatmodellekben. Ezek a tesztek nemcsak magasabb idegi aktivitást eredményeztek, hanem lerövidítették az állatok élettartamát.
Ezzel szemben a REST szintjének növelése ellentétes hatást fejtett ki - ez alacsonyabb idegi aktivitást és hosszabb élettartamot eredményezett.
A postmortem emberi agyszövet sejtjeinek vizsgálata azt is kimutatta, hogy azoknak az egyéneknek, akiknek élettartama meghaladta a 100 évet, a magjaikban szignifikánsan magasabb volt a REST-szint, mint azokéban, amelyek élettartama 20-30 évvel rövidebb volt.
Az alacsonyabb idegi aktivitás hatása viszont egy másik fehérje csoportot kapcsol át, az úgynevezett villafej transzkripciós faktorokat, amelyek sok szervezetben befolyásolják az élettartamot az inzulin és az IGF jelátviteli útján keresztül.
Prof. Yankner javasolja, hogy genetikai és környezeti tényezők állhatnak az emberek idegi aktivitásának változása mögött.
Ő és csapata azt javasolja, hogy ha a korábbi megállapításokkal kiegészítenék azt a szerepet, amelyet a REST játszik az agykárosító állapotokban, például a demenciában, az új eredményeknek fel kell hívniuk az érdeklődésre a fehérjét megcélzó gyógyszerek kifejlesztése iránt.
Figyelmeztet azonban arra, hogy tanulmányuk nem tisztázta, hogy az emberek személyisége, gondolkodása vagy viselkedése befolyásolhatja-e életük időtartamát.
"Izgalmas jövőbeli kutatási terület lesz annak meghatározása, hogy ezek a megállapítások hogyan kapcsolódnak az ilyen magasabb rendű emberi agyi funkciókhoz."
Prof. Bruce A. Yankner
