Активность мозга играет роль в старении и долголетии человека
Ученые впервые показали, что активность мозга оказывает значительное влияние на продолжительность жизни человека. В новом исследовании они демонстрируют, что нейронная активность выше у людей с более короткой продолжительностью жизни и ниже у тех, кто живет дольше.
В недавнем Природа В статье исследователи из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, Массачусетс, сообщают, как они обнаружили отчетливую сигнатуру долголетия человека в генах коры головного мозга.
Обнаруженная ими сигнатура является паттерном экспрессии генов, который «характеризуется подавлением генов, связанных с нервным возбуждением и синаптической функцией», пишут авторы.
Нейронная активность связана с количеством сигналов - в виде электрических токов и других передатчиков - которые передаются в мозг. Слишком высокая нервная активность или чрезмерное возбуждение могут проявляться по-разному, например, как подергивание мышц или изменение настроения.
Для исследования ученые провели клеточные, генетические и молекулярные эксперименты на червях. Они также проанализировали мышей с измененными генами и исследовали ткань мозга людей, которым на момент смерти было более 100 лет.
Эти тесты показали не только то, что изменение нейронной активности может влиять на продолжительность жизни, но они также дали ключ к разгадке молекулярных процессов, которые могут быть задействованы.
«Интригующий аспект наших результатов, - говорит старший автор исследования Брюс А. Янкнер, профессор генетики и неврологии Гарвардской медицинской школы, - заключается в том, что что-то столь преходящее, как состояние активности нейронных цепей, может иметь столь далеко идущие последствия для физиологии. и продолжительность жизни ».
Молекулярные факторы долголетия
Ученым уже давно известно, что нервная активность влияет на ряд состояний, включая эпилепсию и деменцию. Однако, хотя некоторые исследования на животных указали на влияние на старение, до сих пор не было ясно, распространяется ли это влияние на людей.
Сигналы гормонов инсулина и инсулиноподобного фактора роста (IGF) уже хорошо известны как молекулярные факторы, влияющие на долголетие. Ученые также считают, что это тот же сигнальный путь, по которому работает ограничение калорий.
Новые данные показывают, что нервное возбуждение также влияет на продолжительность жизни по этому сигнальному пути инсулина и IGF. Ключ кроется в факторе транскрипции под названием REST.
Факторы транскрипции - это белки, которые включают и выключают гены, то есть контролируют экспрессию генов. Таким образом, одна и та же последовательность генов может иметь совершенно разные эффекты в клетках, в зависимости от того, какие из них включены, а какие выключены.
Во многом благодаря факторам транскрипции и их контролю над экспрессией генов клетки человека и других развитых организмов обладают таким огромным набором генетических реакций на окружающую среду.
В своей предыдущей работе профессор Янкнер и его команда уже показали, что REST помогает защитить мозг от стрессовых воздействий, которые повреждают нервные клетки, например, тех, которые приводят к деменции.
REST подавляет нейронную активность
В новом исследовании исследователи обнаружили, что REST также подавляет нервную активность в моделях животных, от червей до млекопитающих. Фактор транскрипции, по-видимому, подавляет гены, которые играют центральную роль в нервном возбуждении.
Эти гены контролируют ионные каналы, рецепторы химических посредников и компоненты, составляющие синапсы, которые являются структурами, которые позволяют клеткам передавать сообщения друг другу.
Исследователи провели тесты, в которых они заблокировали REST - или эквивалентный фактор транскрипции - на различных моделях животных. Эти тесты привели не только к повышению нервной активности, но и к сокращению продолжительности жизни животных.
Напротив, повышение уровня REST имело противоположный эффект - это привело к снижению нейронной активности и увеличению продолжительности жизни.
Тесты клеток из посмертной ткани мозга человека также показали, что люди, продолжительность жизни которых превышала 100 лет, имели значительно более высокие уровни REST в их ядрах по сравнению с теми, чья продолжительность жизни была на 20-30 лет короче.
Эффект более низкой нервной активности, в свою очередь, включает другую группу белков, называемых факторами транскрипции вилки, которые влияют на продолжительность жизни через сигнальный путь инсулина и IGF во многих организмах.
Профессор Янкнер предполагает, что за изменчивостью нейронной активности у людей могут быть генетические факторы и факторы окружающей среды.
Он и его команда предполагают, что вместе с предыдущими выводами о роли, которую REST играет в таких состояниях, повреждающих мозг, как деменция, новые результаты должны подстегнуть интерес к разработке лекарств, нацеленных на этот белок.
Однако он предупреждает, что их исследование не прояснило, могут ли личность, мышление или поведение людей влиять на продолжительность их жизни.
«Интересной областью будущих исследований будет определение того, как эти открытия связаны с функциями человеческого мозга более высокого порядка».
Проф. Брюс А. Янкнер
