Znanstveniki podaljšali življenjsko dobo pri miših z obnovitvijo te povezave med možgani in telesom

Ponovno objavil Platon

Spremljevalci: 0

Telesno maščobo je enostavno zaničevati le kot plast neželene podloge, ki tiho leži pod kožo. Toda te celice so presenetljivo aktivne. Poleg tega, da so posode za shranjevanje energije, črpajo ven širok spekter hormonov ki sodelujejo z več organi za nadzor metabolizma, imunskih odzivov in celo razmnoževanja.

Lahko bi tudi regulirali dolgoživost z nepričakovanim partnerjem: možgani.

A Nova študija pri miših odkrili »telefonsko linijo« med maščobnimi tkivi in skupino nevronov v hipotalamusu – predelu na dnu možganov, ki nadzoruje osnovne telesne funkcije, kot sta regulacija temperature in dihanje.

Ko so mladi, ti nevroni signalizirajo maščobnemu tkivu, naj sprosti energijo, ki poganja možgane. S starostjo se linija poruši. Maščobne celice ne morejo več orkestrirati svojih številnih vlog, nevroni pa težko prenašajo informacije po svojih omrežjih.

Z uporabo genetskih in kemičnih metod je ekipa našla marker za te nevrone – beljakovino, imenovano Ppp1r17 (vem, privlačno). Spreminjanje vedenja beljakovin pri starih miših z genskim inženiringom je njihovo življenjsko dobo podaljšalo za približno sedem odstotkov. Za povprečno 76-letno življenjsko dobo pri ljudeh pomeni povečanje več kot pet let.

Zdravljenje je spremenilo tudi zdravje miši. Miške rade tečejo, vendar njihova moč z leti pada. Ponovno aktiviranje nevronov pri starejših miših je oživilo njihovo motivacijo in jih spremenilo iz kavča v impresivne tekače.

"Pokazali smo način za odložitev staranja in podaljšanje zdrave življenjske dobe pri miših z manipulacijo pomembnega dela možganov," je dejal avtor študije dr. Shin-ichiro Imai z Washingtonske univerze.

Internet možganov in telesa

Dolgoživost je zapletena. Na to, kako hitro se naša tkiva in organi starajo, vpliva več dejavnikov, kot so genetske napake, vnetja, epigenetske spremembe in presnovne težave.

Vendar obstaja bistvo: desetletja dela na več živalskih vrstah so pokazala, da zmanjševanje kalorij in več vadbe ohranjata več funkcij organov mlade, ko se staramo. Veliko koristi izhaja iz interakcij med možgani in telesom.

Možgani ne obstajajo v kadi. Čeprav so zaščiteni z zelo selektivno pregrado, ki prepušča le določenim molekulam, se nevroni odzovejo na komponente krvi, ki zaobidejo pregrado, da spremenijo svoje funkcije – na primer ohranijo funkcije učenja in spomina v starosti.

Nedavne študije vse bolj natančno določajo več komunikacijskih kanalov med možgani in mišicami, okostjem in jetri. Po vadbi, na primer, beljakovine, ki jih sprosti telo, spremenijo možganske funkcije, spodbujajo učenje in spomin pri starajočih se miših in v nekaterih primerih starejših ljudi. Ko se ti komunikacijski kanali porušijo, se sprožijo zdravstvene težave, povezane s staranjem, ter omeji življenjska doba in zdravje (število zdravih let).

Povezava med možgani in telesom deluje v obe smeri. Hipotalamus, ki je globoko v dnu možganov, uravnava nešteto hormonov za spreminjanje telesnih funkcij. S svojimi hormonskimi izločki možganska regija pošilja navodila širokemu spektru organov, vključno z jetri, mišicami, črevesjem in maščobnim tkivom, pri čemer se s starostjo spreminja njihovo vedenje.

Hipotalamus, ki so ga pogosto imenovali "nadzorni center staranja", je že dolgo tarča raziskovalcev dolgoživosti.

Leta 2013 je ena skupina ugotovila, da bi reprogramiranje imunskih odzivov v možganski regiji lahko povečati življenjsko dobo. Istega leta je Imaijeva ekipa našla aktiviranje možganske regije pri starejših miših zavrteli čas nazaj. Tako kot mlajši vrstniki so se več gibali, imeli bolj zdrav metabolizem in lažje vzdrževali telesno temperaturo v okoljih izven svojega običajnega območja udobja. Prav tako so bolje spali in njihovi možgani so pošiljali zvesta navodila njihovim mišicam, tako da so lahko parkirali okoli svojega okolja.

Kljub temu je ekipo grizlo vprašanje: zakaj je uspelo?

Odprte linije

Nova študija je lovila nevrone v hipotalamusu, ki povezujejo maščobna tkiva z možgani in dolgoživostjo.

Najprej so se osredotočili na podmnožico nevronov v hipotalamusu iz skupine, za katero je bilo prej znano, da uravnava staranje. Te celice imajo visoko raven beljakovine, imenovane Ppp1r17 – v bistvu marker, ki jih razlikuje od vseh drugih tipov celic v hipotalamusu – in segajo daleč po možganih in v telo.

Nevroni "lahko signalizirajo določenemu tkivu in uravnavajo njegovo delovanje," je zapisala ekipa. Z drugimi besedami, potencialno bi lahko vzpostavili povezavo med možgani in telesom.

Da bi preizkusili teorijo, je ekipa gensko odstranila Ppp1r17 v hipotalamusu trimesečnih miši - približno starosti najstnika. V dveh mesecih so se živali povečale. Začeli so se gostiti med spanjem in niso več čutili želje po teku v svojem tekalnem kolesu - prejšnja najljubša zabava.

Spremembe so pritegnile pozornost ekipe. Znano je, da zmanjšanje kalorij in telesna vadba povečata zdravje pri laboratorijskih miših in morda pri ljudeh.

Z molekularno analizo je skupina ugotovila, da so nevroni s Ppp1r17 spremenili obnašanje maščobnih celic. Beljakovine lebdijo tako okoli jedra – orehu podobne strukture, ki oklepa našo DNK – kot drugih delov celice.

Pri mladih miših se nahaja v jedru in aktivira živčno pot, ki uravnava maščobna tkiva. Usmerja maščobne celice, da sprostijo zaloge energije med vadbo, na primer, in črpajo beljakovino, ki zagotavlja energijo v možganih. S starostjo se celotna zanka prekine. Beljakovine odplavajo iz jedra v druge dele nevrona in prekinejo komunikacijo z maščobnimi celicami.

V poskusu obnovitve sistema pri starajočih se miših je ekipa genetsko spremenila "shuttle" protein za prenos Ppp1r17 nazaj v jedro. Ta trik je upočasnil znake staranja.

Medtem so se tudi mišje maščobne celice pomladile. Z lahkoto so izčrpali hormon, ki je ključnega pomena za ohranjanje zdravja hipotalamusa. Miške so se raje kot poležale na kavču odločile za tek na kolesu. V primerjavi s podobno starimi vrstniki so imeli puhasto in sijočo dlako, znak mladosti in zdravja.

Rezultati kažejo, da premikanje Ppp1r17 nazaj v jedro ohranja miško zdravo tudi v starosti. In "izjemno," je zapisala ekipa, da so spremenjene miši živele približno sedem odstotkov dlje kot njihovi sorodniki.

Z uporabo druge tehnologije, ki je specifično ohranila beljakovine v jedru, je ekipa povzela rezultate. Tudi te starejše miši so tekle kot veter, ohranjale svoje maščobno tkivo v delovnem stanju in so imele daljšo življenjsko dobo v primerjavi s svojimi vrstniki.

Študija je zadnja, ki načrtuje avtoceste med telesom in možgani v prizadevanju za dolgoživost. Ekipa nadalje raziskuje načine za optimizacijo povratne zanke med maščobo in možgani, ko se staramo.

Kreditno slike: Sandy Millar / Unsplash