Scientists Extend Life Span In Mice By Restoring This Brain-Body Connection

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

קל להשמיץ את השומן בגוף רק כשכבה של ריפוד לא רצוי שיושבת בשקט מתחת לעור. אבל התאים האלה פעילים באופן מפתיע. מעבר להיותם מיכלי אחסון לאנרגיה, הם שואבים החוצה מגוון רחב של הורמונים המקיימים אינטראקציה עם איברים מרובים כדי לשלוט בחילוף החומרים, בתגובות חיסוניות ואפילו ברבייה.

הם יכלו גם לווסת אריכות ימים עם בן זוג לא צפוי: המוח.

A מחקר חדש בעכברים נמצא "קו טלפון" בין רקמות שומן וקבוצת נוירונים בתוך ההיפותלמוס - אזור בתחתית המוח השולט בתפקודי גוף בסיסיים כמו ויסות טמפרטורה ונשימה.

כשהם צעירים, נוירונים אלו מאותתים לרקמות השומניות לשחרר אנרגיה הממזינה את המוח. עם הגיל, הקו מתפרק. תאי שומן אינם יכולים עוד לתזמר את תפקידיהם הרבים, ונוירונים נאבקים להעביר מידע לאורך הרשתות שלהם.

בעזרת שיטות גנטיות וכימיות, הצוות מצא סמן לנוירונים האלה - חלבון בשם Ppp1r17 (קליט, אני יודע). שינוי התנהגות החלבון בעכברים מבוגרים באמצעות הנדסה גנטית האריך את תוחלת החיים שלהם בערך בשבעה אחוזים. עבור תוחלת חיים ממוצעת של 76 שנים בבני אדם, הגידול מתורגם ליותר מחמש שנים.

הטיפול שינה גם את בריאותם של העכברים. עכברים אוהבים לרוץ, אבל המרץ שלהם צונח עם הגיל. הפעלה מחדש של הנוירונים בעכברים קשישים החיה את המוטיבציה שלהם, והפכה אותם מתפוחי אדמה על ספה לרוצצים מרשימים.

"הדגמנו דרך לעכב את ההזדקנות ולהאריך תוחלת חיים בריאה בעכברים על ידי מניפולציה של חלק חשוב במוח." אמר מחבר המחקר ד"ר Shin-ichiro Imai באוניברסיטת וושינגטון.

האינטרנט של המוח-גוף

אריכות ימים היא מסובכת. גורמים רבים משפיעים על מהירות ההזדקנות של הרקמות והאיברים שלנו, כגון שגיאות הקלדה גנטיות, דלקת, שינויים אפיגנטיים ובעיות מטבוליות.

אבל יש קו דרך: עשרות שנים של עבודה במינים מרובים גילו שקיצוץ קלוריות והגברת הפעילות הגופנית שומרים על תפקודים מרובים של איברים צעירים ככל שאנו מתבגרים. רבים מהיתרונות נובעים מאינטראקציות בין המוח לגוף.

המוח לא קיים בבור. למרות שהם מוגנים על ידי מחסום סלקטיבי מאוד שמאפשר רק מולקולות מסוימות להיכנס, נוירונים מגיבים לרכיבי דם שעוקפים את המחסום כדי לשנות את תפקודיהם - למשל, שמירה על תפקודי למידה וזיכרון בגיל מבוגר.

מחקרים אחרונים הצביעו יותר ויותר על ערוצי תקשורת מרובים בין המוח והשרירים, השלד והכבד. לאחר פעילות גופנית, למשל, חלבונים שמשחררים הגוף משנים את תפקודי המוח, מגבירים את הלמידה והזיכרון בעכברים מזדקנים, ובמקרים מסוימים, בני אדם מבוגרים. כאשר ערוצי תקשורת אלו מתקלקלים, זה מעורר בעיות בריאות הקשורות להזדקנות ומגביל את תוחלת החיים ואת תוחלת הבריאות (מספר השנים הבריאות).

החיבור בין המוח לגוף פועל בשני הכיוונים. תחוב עמוק בבסיס המוח, ההיפותלמוס מווסת אינספור הורמונים כדי לשנות את תפקודי הגוף. עם ההפרשות ההורמונליות שלו, אזור המוח שולח הנחיות למגוון רחב של איברים כולל הכבד, השריר, המעיים ורקמת השומן, ומשנה את התנהגותם עם הגיל.

מכונה לעתים קרובות "מרכז הבקרה של ההזדקנות", ההיפותלמוס הוא כבר זמן רב יעד עבור חוקרי אריכות ימים.

עוד בשנת 2013, צוות אחד מצא שתכנות מחדש של תגובות חיסון באזור המוח יכול להגדיל את תוחלת החיים. באותה שנה, הצוות של אימאי מצא הפעלת אזור המוח החזיר את השעון לאחור בעכברים מבוגרים. כמו בני גילם הצעירים יותר, הם התאמנו יותר, היו בעלי חילוף חומרים בריא יותר ושמרו על טמפרטורת הגוף בקלות רבה יותר בסביבות מחוץ לאזור הנוחות הרגיל שלהם. הם גם ישנו טוב יותר, והמוח שלהם שלח הנחיות נאמנות לשרירים שלהם, ואפשר להם לפארקור סביב סביבתם.

ובכל זאת שאלה כרסמה בצוות: למה זה עבד?

קווים פתוחים

המחקר החדש צד נוירונים בהיפותלמוס המקשרים רקמות שומניות למוח ואריכות ימים.

הם התאפסו לראשונה על תת-קבוצה של נוירונים בתוך ההיפותלמוס ממאגר שהיה ידוע בעבר כמווסת את ההזדקנות. לתאים אלו יש רמה גבוהה של חלבון בשם Ppp1r17 - בעצם, סמן המבדיל אותם מכל סוגי התאים האחרים בהיפותלמוס - ומגיעים רחוק לרוחב המוח ולתוך הגוף.

הנוירונים "עשויים לאותת לרקמה ספציפית ולווסת את תפקודה", כתב הצוות. במילים אחרות, הם יכולים ליצור קשר מוח-גוף.

כדי לבדוק את התיאוריה, הצוות חיסל גנטית את Ppp1r17 בהיפותלמוס של עכברים בני שלושה חודשים - בערך בגיל של נער. תוך חודשיים, היצורים התפוצצו בגודלם. הם החלו לחגוג בזמן השינה וכבר לא הרגישו את הדחף לרוץ בגלגל הריצה שלהם - בילוי אהוב קודם.

השינויים משכו את עיני הקבוצה. הפחתת קלוריות ופעילות גופנית ידועה כמגדילה את תוחלת הבריאות בעכברי מעבדה ואולי בבני אדם.

בעזרת ניתוח מולקולרי, הצוות מצא שנירונים עם Ppp1r17 שינו את אופן הפעולה של תאי שומן. החלבון מרחף הן סביב הגרעין - המבנה דמוי אגוז המכיל את ה-DNA שלנו - והן חלקים אחרים של התא.

בעכברים צעירים, הוא יושב בתוך הגרעין ומפעיל כביש מהיר עצבי המסדיר רקמות שומן. הוא מכוון את תאי השומן לשחרר מאגרי אנרגיה במהלך פעילות גופנית, למשל, ולשאוב חלבון המספק אנרגיה למוח. עם הגיל, כל הלולאה מתפרקת. החלבון נסחף מהגרעין אל חלקים אחרים של הנוירון, ומביא לתקשורת עם תאי שומן.

בניסיון לשחזר את המערכת בעכברים מזדקנים, הצוות שינה גנטית חלבון "מעבורת" כדי להעביר Ppp1r17 בחזרה לגרעין. הטריק הזה האט את סימני ההזדקנות.

בינתיים, גם תאי השומן של העכברים התחדשו. הם הוציאו בקלות הורמון קריטי לשמירה על בריאות ההיפותלמוס. במקום לנמק על הספה, העכברים בחרו לרוץ על ההגה שלהם. בהשוואה לבני גילם בגיל דומה, היו להם פרווה מנומרת ומבריקה, סימן לנעורים ובריאות.

התוצאות מצביעות על כך שהעברת Ppp1r17 חזרה לגרעין שומרת על בריאות העכבר גם בגיל מבוגר. ו"למרבה הפלא", כתב הצוות, העכברים המהונדסים חיו יותר מחבריהם למלטות בכ-XNUMX אחוזים.

באמצעות טכנולוגיה אחרת ששמרה במיוחד את החלבון בתוך הגרעין, הצוות חזר על התוצאות. עכברים קשישים אלה גם רצו כמו הרוח, שמרו על רקמות השומן שלהם במצב תקין, וחוו תוחלת חיים מוגברת בהשוואה לבני גילם.

המחקר הוא האחרון למיפוי כבישים מהירים בין הגוף למוח במרדף אחר אריכות ימים. הצוות עוד בוחן דרכים לייעל את לולאת המשוב משומן למוח ככל שאנו מתבגרים.

תמונת אשראי: סנדי מילר / Unsplash