Naukowcy odkrywają, w jaki sposób podwzgórze mózgu kontroluje starzenie się i potrafi je spowolnić
Nerwowe komórki macierzyste przeszczepione do mózgu myszy, tutaj rozwijają się w neurony. Yirui Sun, powitalne obrazy, CC BY-SA

Jeśli nie palisz, to Twoim głównym czynnikiem ryzyka śmierci jest prawdopodobnie Twój wiek. To dlatego, że dzięki postępom w nauce i inżynierii prawie wyeliminowaliśmy śmiertelność we wczesnym okresie życia. Ale pomimo tego postępu wciąż nie wypracowaliśmy, jak wyeliminować szkodliwe skutki samego starzenia się.

Teraz nowe badanie na myszach, opublikowane w Nature, ujawnia, że ​​komórki macierzyste (rodzaj komórek, które mogą rozwinąć się w wiele innych typów) w określonym obszarze mózgu regulują starzenie się. Zespołowi udało się nawet spowolnić i przyspieszyć proces starzenia poprzez przeszczepianie lub usuwanie komórek macierzystych w regionie.

Starzenie się stanowi ważne wyzwanie dla społeczeństwa. Do 2050 r. będzie tyle osób starszych (65+) co dzieci (poniżej 15 lat) na Ziemi po raz pierwszy. Ta zmiana znajduje odzwierciedlenie w bezprecedensowy stres na nasze systemy opieki zdrowotnej i społecznej. Zrozumienie, w jaki sposób możemy zachować dobre zdrowie w miarę starzenia się, staje się coraz ważniejsze.

Mechanizmy, które utrzymują organizmy w zdrowiu są stosunkowo nieliczne i zachowane między gatunkami, co oznacza, że ​​możemy się o nich wiele dowiedzieć, badając zwierzęta, takie jak myszy. Wśród najważniejszych są starzejące się komórki – dysfunkcyjne komórki, które odbudowują się wraz z wiekiem i uszkadzają tkankę – przewlekłe stany zapalne i wyczerpanie komórek macierzystych. Uważa się, że mechanizmy te są połączone na poziomie komórek i tkanek. Podobnie jak w przypadku kręgu domino, upadek w dowolnym miejscu może spowodować katastrofalne upadek.

wewnętrzna grafika subskrypcji

Znikające komórki

Naukowcy stojący za nowym artykułem badali podwzgórze myszy, które znamy od jakiegoś czasu kontroluje starzenie. Ta struktura wielkości migdałów w centrum mózgu łączy układ nerwowy i hormonalny (hormon). Podwzgórze pomaga regulować wiele podstawowych potrzeb i zachowań, w tym głód, sen, strach i agresję. W ludzkim mózgu inicjacja zachowań jest zwykle złożona, ale jeśli uciekasz w ślepej panice lub znajdziesz się w płonącej wściekłości, wtedy podwzgórze chwilowo siedzi w fotelu kierowcy.

Zespół przyjrzał się wyspecjalizowanej grupie komórek macierzystych w podwzgórzu i monitorował, co się z nimi stało, gdy starzeły się kohorty myszy. Myszy normalnie żyją około dwóch lat, ale odkryły, że komórki te zaczęły zanikać po około 11 miesiącach. Po 22 miesiącach zniknęli całkowicie. Tempo utraty komórek macierzystych ściśle korelowało ze zmianami starzenia się zwierząt, takimi jak pogorszenie zdolności uczenia się, pamięci, towarzyskości, wytrzymałości mięśniowej i wyników sportowych.

Ale korelacja nie oznacza związku przyczynowego. Aby dowiedzieć się, czy spadek spowodował te zmiany związane ze starzeniem się, usunęli komórki macierzyste za pomocą specjalnie opracowanego wirusa, który zabiłby je tylko w obecności leku Ganciclovir. U 15-miesięcznych myszy otrzymanie tej kombinacji leków zniszczyło 70% ich podwzgórzowych komórek macierzystych. Przedwcześnie wykazywały oznaki starzenia i w rezultacie zmarły około 200 dni wcześniej. To znaczące, ponieważ myszy żyją tylko około 730 dni.

Grupa wszczepiła również komórki macierzyste podwzgórza z nowonarodzonych myszy zwierzętom w średnim wieku. W tym przypadku zwierzęta stały się bardziej społeczne, sprawowały się lepiej kognitywnie i żyły około 200 dni dłużej niż w innym przypadku.

Eksperymenty te dostarczyły również wskazówek, jak w pierwszej kolejności zanikały komórki macierzyste podwzgórza. Implantacja zadziałała tylko wtedy, gdy komórki macierzyste zostały genetycznie zmodyfikowane tak, aby były odporne na stany zapalne. Wydaje się, że wraz z wiekiem zwierząt nasilał się przewlekły stan zapalny o niskim nasileniu w podwzgórzu.

To zapalenie jest prawdopodobnie spowodowane przez nagromadzenie starzejących się komórek lub otoczenie neurony wchodzące w stan podobny do starzenia. Zapalenie zabija komórki macierzyste podwzgórza, ponieważ są one najbardziej wrażliwe na uszkodzenia. To z kolei zakłóca funkcję podwzgórza, wywołując efekt domina w całym organizmie. I tak padają domino.

Eliksir młodości?

Ostatecznym celem badań nad starzeniem się jest identyfikacja celów farmaceutycznych lub interwencji związanych ze stylem życia, które poprawiają zdrowie człowieka w późniejszym życiu. Chociaż jest to badanie na myszach, jeśli potrafimy wykazać, że te same mechanizmy działają u ludzi, być może pewnego dnia będziemy w stanie zastosować podobną technikę, aby poprawić zdrowie w późniejszym życiu. Ale to jeszcze długa droga w przyszłości.

Inne interwencje, takie jak usuwanie starzejących się komórek, również poprawiają zdrowie, wydłużenie żywotności nawet o 180 dni w myszach. Kolejnym logicznym krokiem jest sprawdzenie, czy te interwencje „skumulują się”.

Badanie pokazuje również, że podwzgórzowe komórki macierzyste wywierają duży wpływ poprzez wydzielanie miRNA, które kontrolują wiele aspektów funkcjonowania komórek. MiRNA to krótkie, niekodujące RNA – cząsteczka, która jest prostsza niż DNA, ale może również kodować informacje. Kiedy miRNA były dostarczane same myszom pozbawionym komórek macierzystych, faktycznie wykazywały one podobną poprawę do tych, które otrzymały leczenie komórkami macierzystymi.

Dostarczanie miRNA jako leków jest wciąż w powijakach ale badanie sugeruje potencjalne drogi do uzupełnienia podwzgórza pozbawionego komórek macierzystych: przede wszystkim zapobieganie ich utracie poprzez kontrolowanie stanu zapalnego. Można to osiągnąć albo poprzez opracowanie leków, które zabijają starzejące się komórki, albo poprzez zastosowanie związków przeciwzapalnych.

Badanie jest ważne, ponieważ elegancko pokazuje, w jaki sposób różne mechanizmy utrzymania zdrowia oddziałują na siebie. Jednak jedną wadą jest to, że użyto tylko samców myszy. Powszechnie wiadomo, że budowa podwzgórza różni się znacznie między płciami. Leki i mutacje, które wydłużają życie, również zwykle wykazują wyraźne inna moc między samcami i samicami.

KonwersacjeCzy ludzie kiedykolwiek będą w stanie żyć znacznie dłużej niż obecny? maksymalna żywotność 125 lat trudno powiedzieć. Wydaje się jednak, że największą przeszkodą dla zdrowego późniejszego życia nie jest już tempo postępu, ale szybkość, z jaką możemy przekształcić naszą rosnącą wiedzę na temat biologii starzenia się w leki i porady dotyczące stylu życia.

O autorze

Richard Faragher, profesor biogerontologii, University of Brighton

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Konwersacje. Przeczytać oryginalny artykuł.

Zarezerwuj tego autora:

at Powiązane książki:

at

złamać

Dzięki za odwiedziny InnerSelf.com, gdzie są 20,000 + zmieniające życie artykuły promujące „Nowe postawy i nowe możliwości”. Wszystkie artykuły są tłumaczone na 30+ języków. Zapisz się! do wydawanego co tydzień magazynu InnerSelf i Daily Inspiration Marie T Russell. Magazyn InnerSelf ukazuje się od 1985 r.