Вчені знайшли в мозку білок, який може впливати на швидкість старіння
Науковці з Китаю виявили білок, який може відігравати ключову роль у старінні організму та погіршенні пам’яті. Коли дослідники відновили його рівень у певній ділянці мозку старих мишей, тварини продемонстрували покращення когнітивних функцій, зменшення деяких…
Науковці з Китаю виявили білок, який може відігравати ключову роль у старінні організму та погіршенні пам’яті. Коли дослідники відновили його рівень у певній ділянці мозку старих мишей, тварини продемонстрували покращення когнітивних функцій, зменшення деяких вікових змін і збільшення тривалості життя.
Йдеться про білок менін, який виробляється в гіпоталамусі - ділянці мозку, що бере участь у регуляції обміну речовин, гормональних процесів та інших життєво важливих функцій.
Результати дослідження науковців Сяменьського університету опублікували в журналі PLOS Biology 16 березня 2023 року. Хоча робота не є новою, вона пропонує цікаве пояснення того, як зміни в мозку можуть впливати на старіння всього організму.
СТАН У TELEGRAM Що відбувається з вами всерединіЯкий білок пов’язаний зі старінням організму
Менін - білок, який кодується геном MEN1. Він бере участь у регуляції активності генів, клітинних процесів і запальних реакцій.
Дослідники звернули увагу на його роль у гіпоталамусі. Раніше науковці вже встановили, що ця ділянка мозку може впливати на швидкість вікових змін через регуляцію нейрозапалення - запальних процесів у нервовій тканині.
Під час експериментів виявилося, що з віком кількість меніну в гіпоталамусі мишей зменшується. Особливо помітним це було в нейронах вентромедіального ядра гіпоталамуса - ділянки, яка бере участь у регуляції енергетичного балансу та обміну речовин.
Одночасно зі зниженням рівня білка дослідники спостерігали посилення нейрозапалення. Це наштовхнуло їх на припущення, що менін може бути одним із механізмів, через які мозок впливає на вікові зміни в організмі.
Що сталося, коли вчені знизили рівень білка
Щоб перевірити роль меніну, науковці створили генетично модифікованих мишей, у яких зменшили його вироблення в певних нейронах гіпоталамуса.
Такі тварини почали демонструвати ознаки передчасного старіння. У них змінювалися добові ритми обміну речовин, збільшувалося споживання їжі та води, а також виникали порушення пам’яті й навчання.
Дослідники виявили й фізіологічні зміни: зменшення розміру м’язових волокон, кісткової маси та товщини шкіри. Також змінювалися деякі молекулярні показники, пов’язані зі старінням тканин.
Найсуттєвішим результатом стало скорочення тривалості життя тварин. Це дозволило припустити, що дефіцит меніну в гіпоталамусі не просто супроводжує старіння, а може брати участь у його регуляції.
Науковці додатково провели експерименти з прицільним зниженням рівня меніну в гіпоталамусі. Результати підтвердили, що зміни в цій ділянці мозку можуть впливати на фізіологічний стан усього організму.
Що змінилося після відновлення меніну
На наступному етапі дослідники спробували відновити рівень меніну в мозку старих мишей. Для цього вони використали генетичний метод доставки гена за допомогою модифікованого вірусного вектора.
Експеримент проводили на 20-місячних мишах, яких вважають старими для цього виду. Після втручання науковці спостерігали збільшення тривалості життя порівняно з контрольною групою.
Уже через 30 днів після відновлення білка дослідники зафіксували покращення кількох показників, пов’язаних зі старінням. Зокрема, збільшилася товщина шкіри, покращилися показники кісткової тканини, зменшилися прояви запалення та нормалізувалися деякі порушення обміну речовин.
Зміни торкнулися і роботи мозку. Старі миші краще виконували завдання на навчання та пам’ять, а також демонстрували покращення рухової координації.
У досліді з оцінювання тривалості життя брали участь по 19 мишей у кожній групі. Це експериментальний результат на невеликій кількості тварин, тому переносити його на людей поки неможливо.
Як білок у гіпоталамусі пов’язаний із пам’яттю
Дослідники встановили, що менін впливає на вироблення D-серину — речовини, яка бере участь у передачі сигналів між нервовими клітинами.
D-серин взаємодіє з NMDA-рецепторами, необхідними для процесів навчання та формування пам’яті. Особливо значущу роль ці рецептори відіграють у гіпокампі — ділянці мозку, яка бере участь у запам’ятовуванні інформації.
Коли рівень меніну в гіпоталамусі знижувався, у мишей зменшувалася кількість D-серину в гіпокампі. Це супроводжувалося порушеннями синаптичної передачі — процесу, завдяки якому нейрони обмінюються сигналами.
Відновлення меніну допомогло підвищити рівень D-серину та покращити результати тестів на пам’ять. Так науковці виявили можливий механізм, який пов’язує вікові зміни в гіпоталамусі з погіршенням когнітивних функцій.
Чи можна покращити пам’ять за допомогою D-серину
Щоб перевірити роль D-серину, дослідники провели ще один експеримент. Старим мишам і тваринам зі зниженим рівнем меніну протягом трьох тижнів додавали D-серин до питної води.
Після цього миші краще виконували завдання на навчання та просторову пам’ять. Дослідники також зафіксували покращення деяких показників роботи нейронів у гіпокампі.
Проте D-серин не відновив усі вікові зміни організму. Його позитивний вплив стосувався переважно когнітивних функцій, тоді як інші ознаки старіння тканин залишилися.
Це означає, що механізми старіння складніші за дію однієї речовини. Результати також не є підставою рекомендувати людям самостійно приймати D-серин для покращення пам’яті: ефективність і безпека такого застосування не доведені.
Чи підтвердили результати дослідження на людях
Основні експерименти проводили на мишах. Науковці також дослідили зразки крові людей різного віку та виявили, що рівень D-серину був нижчим у старшій віковій групі.
Проте це була дуже невелика вибірка: по п’ять людей віком 22–26 і 83–94 роки. Такі результати можуть підказати напрям подальших досліджень, але не дозволяють робити висновки про механізми старіння людини.
Учасникам не відновлювали рівень меніну та не призначали D-серин для омолодження. Тому говорити про доведений спосіб сповільнення старіння або лікування вікових порушень пам’яті поки зарано.
Чи означає відкриття, що старіння можна повернути назад
Дослідження показало, що зміни в одній ділянці мозку можуть впливати не лише на пам’ять, а й на стан інших тканин організму. Відновлення меніну в гіпоталамусі старих мишей покращило кілька показників старіння та збільшило тривалість їхнього життя.
Однак омолодження окремих тканинних показників не означає повного повернення організму до молодого стану. Науковці не довели, що цей підхід можна безпечно застосувати до людей або що він здатний продовжити людське життя.
Відкриття допомагає краще зрозуміти зв’язок між мозком, запаленням, обміном речовин і віковим погіршенням пам’яті. Саме ці механізми можуть стати предметом майбутніх досліджень способів підтримання когнітивного здоров’я у старшому віці.
