دانشمندان با بازگرداندن این ارتباط مغز و بدن، طول عمر موش ها را افزایش دادند

بازنشر افلاطون

دنبال: 0

به راحتی می توان چربی بدن را به عنوان لایه ای از بالشتک ناخواسته که بی صدا زیر پوست قرار می گیرد، بدنام کرد. اما این سلول ها به طرز شگفت آوری فعال هستند. آنها علاوه بر اینکه ظروف ذخیره انرژی هستند، پمپاژ می کنند طیف گسترده ای از هورمون ها که با اندام های متعدد برای کنترل متابولیسم، پاسخ های ایمنی و حتی تولید مثل تعامل دارند.

آنها همچنین می توانند تنظیم کنند طول عمر با یک شریک غیر منتظره: مغز.

A مطالعه جدید در موش‌ها یک «خط تلفن» بین بافت‌های چربی و گروهی از نورون‌ها در داخل هیپوتالاموس یافت شد - ناحیه‌ای در پایین مغز که عملکردهای اساسی بدن مانند تنظیم دما و تنفس را کنترل می‌کند.

هنگامی که جوان هستند، این نورون ها به بافت های چربی سیگنال می دهند تا انرژی مغز را آزاد کنند. با افزایش سن، خط از بین می رود. سلول های چربی دیگر نمی توانند نقش های متعدد خود را تنظیم کنند و نورون ها برای انتقال اطلاعات در طول شبکه های خود تلاش می کنند.

این تیم با استفاده از روش‌های ژنتیکی و شیمیایی، نشانگری برای این نورون‌ها یافتند - پروتئینی به نام Ppp1r17 (می‌دانم جذاب است). تغییر رفتار پروتئین در موش های مسن با مهندسی ژنتیک، طول عمر آنها را تقریباً هفت درصد افزایش داد. برای یک عمر متوسط 76 ساله در انسان، این افزایش به بیش از پنج سال ترجمه می شود.

این درمان همچنین سلامت موش ها را تغییر داد. موش ها دویدن را دوست دارند، اما با افزایش سن، قدرت آنها به شدت کاهش می یابد. فعال‌سازی مجدد نورون‌ها در موش‌های مسن انگیزه آنها را احیا کرد و آن‌ها را از روی نیمکت به دونده‌های چشمگیر تبدیل کرد.

ما راهی برای به تاخیر انداختن پیری و افزایش طول عمر سالم در موش‌ها با دستکاری بخش مهمی از مغز نشان دادیم. گفت: دکتر Shin-ichiro Imai نویسنده مطالعه در دانشگاه واشنگتن.

اینترنت مغز و بدن

طول عمر پیچیده است. عوامل متعددی بر سرعت پیری بافت ها و اندام های ما تأثیر می گذارد، مانند اشتباهات تایپی ژنتیکی، التهاب، تغییرات اپی ژنتیک و مشکلات متابولیک.

اما یک خط کلی وجود دارد: دهه‌ها کار روی گونه‌های مختلف نشان داده است که کاهش کالری و افزایش ورزش، عملکردهای چند عضوی را با افزایش سن جوان نگه می‌دارد. بسیاری از فواید ناشی از تعاملات بین مغز و بدن است.

مغز در خمره وجود ندارد. اگرچه نورون‌ها توسط یک سد بسیار انتخابی محافظت می‌شوند که فقط به مولکول‌های خاصی اجازه ورود می‌دهد، اما نورون‌ها به اجزای خون واکنش نشان می‌دهند که مانع را دور می‌زنند تا عملکرد آنها را تغییر دهند - به عنوان مثال، عملکردهای یادگیری و حافظه را در سنین بالا حفظ می‌کنند.

مطالعات اخیر به طور فزاینده ای کانال های ارتباطی متعدد بین مغز و ماهیچه ها، اسکلت و کبد را مشخص کرده اند. برای مثال، پس از ورزش، پروتئین‌های آزاد شده توسط بدن، عملکرد مغز را تغییر می‌دهند، یادگیری و حافظه را در موش‌های مسن تقویت می‌کنند و در برخی موارد، انسان های مسن. هنگامی که این کانال های ارتباطی از بین می روند، مشکلات سلامتی مرتبط با افزایش سن را ایجاد می کند و طول عمر و طول عمر (تعداد سال های سالم) را محدود می کند.

ارتباط مغز و بدن به هر دو صورت کار می کند. هیپوتالاموس که در اعماق پایه مغز قرار دارد، هورمون های بی شماری را برای اصلاح عملکردهای بدن تنظیم می کند. ناحیه مغز با ترشحات هورمونی خود به طیف وسیعی از اندام ها از جمله کبد، ماهیچه ها، روده ها و بافت چربی جهت می فرستد و رفتار آنها با افزایش سن تغییر می کند.

هیپوتالاموس که اغلب «مرکز کنترل پیری» نامیده می‌شود، مدت‌ها هدف پژوهشگران طول عمر بوده است.

در سال 2013، یک تیم دریافت که برنامه ریزی مجدد پاسخ های ایمنی در ناحیه مغز می تواند افزایش طول عمر. در همان سال، تیم Imai پیدا کرد فعال کردن ناحیه مغز در موش های مسن ساعت را به عقب برگرداند. مانند همسالان جوان تر، آنها بیشتر ورزش می کردند، متابولیسم سالم تری داشتند و دمای بدن خود را راحت تر در محیط های خارج از منطقه راحتی معمول خود حفظ می کردند. آنها همچنین بهتر می‌خوابیدند و مغزشان دستورالعمل‌های وفاداری را به ماهیچه‌هایشان می‌فرستاد و به آن‌ها اجازه می‌داد در اطراف محیط خود پارک کنند.

با این حال یک سوال در تیم ایجاد شد: چرا کار کرد؟

خطوط را باز کنید

مطالعه جدید سلول‌های عصبی را در هیپوتالاموس که بافت‌های چربی را به مغز و طول عمر مرتبط می‌کنند، شکار کرد.

آنها ابتدا زیر مجموعه ای از نورون های هیپوتالاموس را از استخری که قبلاً برای تنظیم پیری شناخته شده بود، به صفر رساندند. این سلول‌ها دارای سطح بالایی از پروتئینی به نام Ppp1r17 هستند – اساساً نشانگری که آن‌ها را از سایر انواع سلول‌های هیپوتالاموس متمایز می‌کند – و در سراسر مغز و بدن می‌رسند.

تیم تحقیقاتی نوشت: نورون‌ها «ممکن است به بافت خاصی سیگنال دهند و عملکرد آن را تنظیم کنند». به عبارت دیگر، آنها به طور بالقوه می توانند یک ارتباط مغز و بدن برقرار کنند.

برای آزمایش این تئوری، تیم به طور ژنتیکی Ppp1r17 را در هیپوتالاموس موش‌های سه ماهه که تقریباً در سن یک نوجوان بودند، حذف کردند. در عرض دو ماه، موجودات در اندازه منفجر شدند. آنها در زمان خواب شروع به ضیافت کردند و دیگر تمایلی به دویدن در چرخ دویدن خود نداشتند - یک سرگرمی مورد علاقه قبلی.

تغییرات نظر تیم را جلب کرد. کاهش کالری و ورزش باعث افزایش طول عمر در موش های آزمایشگاهی و شاید در انسان می شود.

با تجزیه و تحلیل مولکولی، تیم دریافتند که نورون های دارای Ppp1r17 نحوه رفتار سلول های چربی را تغییر می دهند. این پروتئین هم در اطراف هسته - ساختار گردو مانندی که DNA ما را محصور می کند - و هم در اطراف سایر قسمت های سلول شناور است.

در موش های جوان، داخل هسته می نشیند و یک شاهراه عصبی را فعال می کند که بافت های چربی را تنظیم می کند. به عنوان مثال، سلول‌های چربی را هدایت می‌کند تا ذخایر انرژی را در حین ورزش آزاد کنند و پروتئینی را که انرژی را در مغز تامین می‌کند پمپاژ کنند. با افزایش سن، کل حلقه از بین می رود. پروتئین از هسته به قسمت‌های دیگر نورون منتقل می‌شود و ارتباطات با سلول‌های چربی را محصور می‌کند.

در تلاش برای بازگرداندن سیستم در موش های پیر، این تیم به طور ژنتیکی یک پروتئین "شاتل" را برای انتقال Ppp1r17 به هسته تغییر دادند. این ترفند علائم پیری را کند کرد.

در همین حال، سلول های چربی موش ها نیز جوان شدند. آنها به آسانی هورمونی را که برای حفظ سلامت هیپوتالاموس حیاتی است پمپاژ کردند. موش‌ها به جای اینکه روی کاناپه بی‌حال شوند، دویدن روی چرخ خود را انتخاب کردند. در مقایسه با همسالان همسال، خزهای کرکی و براق داشتند که نشانه جوانی و سلامتی بود.

نتایج نشان می‌دهد که انتقال Ppp1r17 به هسته، موش را حتی در سنین بالا سالم نگه می‌دارد. و "به طرز قابل توجهی"، این تیم نوشت، موش های مهندسی شده تقریباً هفت درصد بیشتر از همزادهای خود عمر کردند.

تیم با استفاده از فناوری دیگری که به طور خاص پروتئین را در داخل هسته نگه می‌داشت، نتایج را خلاصه کرد. این موش‌های مسن نیز مانند باد می‌دویدند، بافت‌های چربی خود را در حالت کار نگه می‌داشتند و در مقایسه با همسالان خود طول عمر بیشتری داشتند.

این مطالعه جدیدترین موردی است که بزرگراه‌های بین بدن و مغز را برای دستیابی به طول عمر ترسیم کرده است. این تیم بیشتر در حال بررسی راه‌هایی برای بهینه‌سازی حلقه بازخورد چربی به مغز با افزایش سن است.

تصویر های اعتباری: میلادی شنی / می Unsplash