Что происходит с мозгом во время старения

Какие клетки мозга стареют быстрее остальных, и можно ли замедлить этот процесс? Исследование Института Аллена, даёт ответы на эти вопросы и открывает перспективы для новых методов лечения.

Фото: Standard tissue culture and immunofluorescence by GerryShaw, https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/

Клетки головного мозга

Основные находки исследования

1. "Чувствительные клетки": учёные выявили десятки типов клеток мозга, особенно глиальных (вспомогательных), которые сильнее остальных подвержены изменениям с возрастом. Среди них — микроглия, пограничные макрофаги, олигодендроциты, танициты и эпендимные клетки.
2. Воспаление и снижение функций нейронов: в стареющем мозге усиливается активность генов, связанных с воспалением, тогда как гены, отвечающие за структуру и функции нейронов, работают хуже.
3. "Горячая точка" старения: гипоталамус оказался центром изменений, где наблюдается одновременное снижение нейрональных функций и усиление воспаления. Особенно сильно изменения затронули клетки рядом с третьим желудочком гипоталамуса — областью, связанной с регулированием метаболизма и энергетического баланса.

"Наша гипотеза заключается в том, что эти клетки со временем теряют способность эффективно обрабатывать сигналы из окружающей среды и нашего питания, эта потеря может ускорять старение тела в целом. Это поразительно и открывает путь к новым исследованиям". — объясняет доктор философии Келли Джин, ведущий автор исследования.

Методика исследования

В рамках программы NIH "BRAIN” учёные секвенировали РНК более 1,2 миллиона клеток мозга молодых (2 месяца) и старых (18 месяцев) мышей. Эти данные позволили составить карту изменений, эквивалентных процессам в мозге человека.

"Старение — ключевой фактор риска развития болезней мозга, включая болезнь Альцгеймера. Полученные результаты показывают, какие клетки наиболее уязвимы, и помогают создавать новые подходы к лечению", — отмечает Ричард Ходс, директор Национального института по проблемам старения.

Путь к новым методам лечения

Понимание изменений в гипоталамусе помогает сфокусироваться на разработке терапий, способных отсрочить старение мозга. Учёные рассматривают возможность воздействия на определённые клетки для улучшения их функций.

"Если мы сможем улучшить функции этих клеток, возможно, удастся замедлить старение, наши находки показывают, что изучение отдельных типов клеток — ключ к разгадке механизма старения" — говорит доктор философии Хункуи Цзэн, исполнительный вице-президент Института Аллена.

Связь с образом жизни

Исследование подтверждает связь между старением мозга и метаболизмом. Предыдущие работы показывают, что периодическое голодание, ограничение калорий или сбалансированная диета могут положительно влиять на продолжительность жизни.

Хотя это не тестировалось напрямую, полученные данные указывают на потенциальных участников этих процессов.

"Мы нашли ключевых участников старения и те биологические механизмы, которые определяют этот процесс. Теперь мы можем разрабатывать более точные подходы, включая диетические или медикаментозные методы борьбы со старением", — подводит итог доктор Цзэн.

Уточнения

Гипотала́мус (лат. hypothalamus, от др.-греч. ὑπό ‘под’ и θάλαμος ‘комната, камера, отсек, таламус’) — небольшая область в промежуточном мозге, включающая в себя большое число групп клеток (свыше 30 ядер), которые регулируют нейроэндокринную деятельность мозга и гомеостаз организма. Гипоталамус связан нервными путями практически со всеми отделами центральной нервной системы, включая кору, гиппокамп, миндалину, мозжечок, ствол мозга и спинной мозг.