Oamenii de știință prelungesc durata de viață la șoareci restabilind această conexiune creier-corp

Republicat de Platon

Urmaritori: 0

Este ușor să denigrați grăsimea corporală ca doar un strat de căptușeală nedorită care stă în tăcere sub piele. Dar aceste celule sunt surprinzător de active. Dincolo de a fi containere de stocare pentru energie, ele pompează o gamă largă de hormoni care interacționează cu mai multe organe pentru a controla metabolismul, răspunsurile imune și chiar reproducerea.

Ar putea, de asemenea, să reglementeze longevitate cu un partener neașteptat: creierul.

A nou studiu la șoareci a găsit o „linie telefonică” între țesuturile adipoase și un grup de neuroni din interiorul hipotalamusului - o regiune din partea inferioară a creierului care controlează funcțiile de bază ale corpului, cum ar fi reglarea temperaturii și respirația.

Când sunt tineri, acești neuroni semnalizează țesuturilor adipoase pentru a elibera energie care alimentează creierul. Odată cu vârsta, linia se rupe. Celulele adipoase nu își mai pot orchestra numeroasele roluri, iar neuronii se luptă să transmită informații de-a lungul rețelelor lor.

Folosind metode genetice și chimice, echipa a găsit un marker pentru acești neuroni - o proteină numită Ppp1r17 (atrăgătoare, știu). Schimbarea comportamentului proteinei la șoarecii în vârstă prin inginerie genetică le-a prelungit durata de viață cu aproximativ șapte procente. Pentru o durată medie de viață de 76 de ani la oameni, creșterea se traduce la peste cinci ani.

Tratamentul a modificat, de asemenea, sănătatea șoarecilor. Șoarecilor le place să alerge, dar vigoarea lor scade odată cu vârsta. Reactivarea neuronilor la șoarecii în vârstă le-a reînviat motivația, transformându-i din cartofi de canapea în joggeri impresionanți.

„Am demonstrat o modalitate de a întârzia îmbătrânirea și de a prelungi durata de viață sănătoasă la șoareci prin manipularea unei părți importante a creierului.” a spus autorul studiului Dr. Shin-ichiro Imai de la Universitatea Washington.

Internetul creier-corp

Longevitatea este complicată. Mulți factori influențează cât de repede îmbătrânesc țesuturile și organele noastre, cum ar fi greșelile genetice, inflamația, modificările epigenetice și problemele metabolice.

Dar există o linie de bază: decenii de muncă la mai multe specii au descoperit că reducerea caloriilor și creșterea exercițiilor fizice mențin funcțiile multiple ale organelor tinere pe măsură ce îmbătrânim. Multe dintre beneficii provin din interacțiunile dintre creier și corp.

Creierul nu există într-o cuvă. Deși sunt protejați de o barieră foarte selectivă care lasă doar anumite molecule să intre, neuronii reacționează la componentele sanguine care ocolesc bariera pentru a-și modifica funcțiile - de exemplu, păstrând funcțiile de învățare și memorie la bătrânețe.

Studiile recente au identificat din ce în ce mai multe canale de comunicare între creier și mușchi, schelet și ficat. După exerciții fizice, de exemplu, proteinele eliberate de organism modifică funcțiile creierului, stimulând învățarea și memoria la șoarecii în vârstă și, în unele cazuri, oameni în vârstă. Atunci când aceste canale de comunicare se întrerup, declanșează probleme de sănătate asociate cu îmbătrânirea și limitează durata de viață și durata sănătății (numărul de ani sănătoși).

Conexiunea creier-corp funcționează în ambele sensuri. Înfipt adânc în baza creierului, hipotalamusul reglează o mulțime de hormoni pentru a modifica funcțiile corpului. Cu secrețiile sale hormonale, regiunea creierului trimite direcții către o gamă largă de organe, inclusiv ficatul, mușchii, intestinele și țesutul adipos, schimbându-și comportamentul odată cu vârsta.

Adesea supranumit „centrul de control al îmbătrânirii”, hipotalamusul a fost mult timp o țintă pentru cercetătorii longevității.

În 2013, o echipă a descoperit că reprogramarea răspunsurilor imune în regiunea creierului ar putea crește durata de viață. În același an, echipa lui Imai a găsit activând regiunea creierului a dat ceasul înapoi la șoareci în vârstă. La fel ca colegii mai tineri, au făcut mai mult exerciții fizice, au avut un metabolism mai sănătos și și-au menținut mai ușor temperatura corpului în medii în afara zonei lor obișnuite de confort. De asemenea, au dormit mai bine, iar creierul lor le-a transmis direcții fidele mușchilor, lăsându-i să parcurgă în mediul lor.

Totuși, o întrebare a răvășit echipa: de ce a funcționat?

Linii deschise

Noul studiu a vânat neuronii din hipotalamus care leagă țesuturile adipoase de creier și longevitate.

Ei s-au concentrat mai întâi pe un subset de neuroni din hipotalamus dintr-un bazin cunoscut anterior pentru a reglementa îmbătrânirea. Aceste celule au un nivel ridicat de proteină numită Ppp1r17 - practic, un marker care le diferențiază de toate celelalte tipuri de celule din hipotalamus - și ajung departe în creier și în corp.

Neuronii „pot semnala unui anumit țesut și pot regla funcția acestuia”, a scris echipa. Cu alte cuvinte, ar putea stabili o conexiune creier-corp.

Pentru a testa teoria, echipa a eliminat genetic Ppp1r17 în hipotalamusul șoarecilor în vârstă de trei luni – aproximativ de vârsta unui adolescent. În două luni, creatorii au explodat în dimensiuni. Au început să se ospăteze în timpul somnului și nu au mai simțit nevoia de a alerga în roata lor de alergare – o distracție preferată anterioară.

Schimbările au atras atenția echipei. Se știe că reducerea caloriilor și exercițiul fizic crește durata de sănătate la șoarecii de laborator și, probabil, la oameni.

Cu analiza moleculară, echipa a descoperit că neuronii cu Ppp1r17 au schimbat modul în care se comportă celulele adipoase. Proteina plutește atât în jurul nucleului - structura asemănătoare nucului care încapsulează ADN-ul nostru - cât și în alte părți ale celulei.

La șoarecii tineri, se află în interiorul nucleului și activează o autostradă nervoasă care reglează țesuturile grase. Acesta direcționează celulele adipoase să elibereze rezerve de energie în timpul exercițiului, de exemplu, și să pompeze o proteină care furnizează energie în creier. Odată cu vârsta, întreaga buclă se rupe. Proteina se deplasează din nucleu în alte părți ale neuronului, limitând comunicațiile cu celulele adipoase.

În încercarea de a restabili sistemul la șoarecii în vârstă, echipa a modificat genetic o proteină „navetă” pentru a transporta Ppp1r17 înapoi în nucleu. Acest truc a încetinit semnele îmbătrânirii.

Între timp, celulele adipoase ale șoarecilor au fost, de asemenea, întinerite. Ei au pompat cu ușurință un hormon esențial pentru menținerea sănătoasă a hipotalamusului. În loc să lânceze pe canapea, șoarecii au optat pentru o alergare pe roată. În comparație cu semenii de vârstă similară, aveau blana pufoasă și strălucitoare, semn de tinerețe și sănătate.

Rezultatele sugerează că mutarea Ppp1r17 înapoi în nucleu menține un șoarece sănătos chiar și la bătrânețe. Și „în mod remarcabil”, a scris echipa, șoarecii modificați au trăit mai mult decât tovarășii lor cu aproximativ șapte procente.

Folosind o altă tehnologie care a păstrat în mod specific proteina în interiorul nucleului, echipa a recapitulat rezultatele. Acești șoareci în vârstă au alergat, de asemenea, ca vântul, și-au păstrat țesuturile adipoase în stare de funcționare și au experimentat o durată de viață mai mare în comparație cu semenii lor.

Studiul este cel mai recent care a cartografiat autostrăzile dintre corp și creier în căutarea longevității. Echipa explorează în continuare modalități de optimizare a buclei de feedback de la grăsime la creier pe măsură ce îmbătrânim.

Credit imagine: Sandy Millar / Unsplash