Activitatea creierului are rol în îmbătrânirea și longevitatea omului
Pentru prima dată, oamenii de știință au demonstrat că activitatea creierului are o influență semnificativă asupra duratei de viață a omului. Într-un nou studiu, ei demonstrează modul în care activitatea neuronală este mai mare la indivizii cu o durată mai scurtă de viață și mai mică la cei care trăiesc o viață mai lungă.
Într-un recent Natură Hârtie, cercetători de la Harvard Medical School din Boston, MA, relatează cum au găsit o semnătură distinctă a longevității umane în genele cortexului cerebral al creierului.
Semnătura pe care au găsit-o este un model de expresie genetică care „se caracterizează prin reglarea descendentă a genelor legate de excitația neuronală și funcția sinaptică”, scriu autorii.
Activitatea neuronală are legătură cu cantitatea de semnalizare - sub formă de curenți electrici și alte emițătoare - care se întâmplă pe creier. Prea multă activitate neuronală sau excitație excesivă se pot prezenta în diferite moduri, cum ar fi o mișcare musculară sau o schimbare a dispoziției.
Pentru studiu, cercetătorii au efectuat experimente celulare, genetice și moleculare la viermi. De asemenea, au analizat șoareci cu gene modificate și au examinat țesutul cerebral de la persoane care aveau peste 100 de ani când au murit.
Aceste teste au dezvăluit nu numai că modificarea activității neuronale poate influența durata de viață, dar au dat și indicii cu privire la procesele moleculare care ar putea fi implicate.
„Un aspect interesant al descoperirilor noastre”, spune autorul principal al studiului Bruce A. Yankner, profesor de genetică și neurologie la Harvard Medical School, „este că ceva la fel de tranzitor ca starea de activitate a circuitelor neuronale ar putea avea consecințe atât de mari pentru fiziologie și durata de viață. ”
Influenți moleculari ai longevității
Oamenii de știință știu de ceva timp că activitatea neuronală afectează o serie de afecțiuni, inclusiv epilepsia și demența. Cu toate acestea, deși unele studii pe animale au arătat un efect asupra îmbătrânirii, nu era clar până acum dacă această influență s-ar putea extinde și asupra oamenilor.
Semnalizarea hormonilor de insulină și factorul de creștere asemănător insulinei (IGF) sunt deja bine-cunoscuți ca influenți moleculari ai longevității. Oamenii de știință cred, de asemenea, că aceasta este aceeași cale de semnalizare prin care funcționează restricția calorică.
Noile descoperiri arată că excitația neuronală influențează, de asemenea, longevitatea pe această insulină și pe calea de semnalizare IGF. Cheia constă în factorul de transcripție numit REST.
Factorii de transcripție sunt proteine care activează și opresc genele, adică controlează expresia genelor. În acest fel, aceeași secvență de gene poate avea efecte destul de diferite în celule, în funcție de care sunt activate și care sunt oprite.
În mare parte datorită factorilor de transcripție și controlului lor asupra expresiei genice, celulele oamenilor și ale altor organisme avansate au un repertoriu atât de mare de reacții genetice la mediul lor.
În lucrările anterioare, prof. Yankner și echipa sa au demonstrat deja că REST ajută la protejarea creierului de efectele stresante care afectează celulele nervoase, cum ar fi cele care duc la demență.
REST suprimă activitatea neuronală
În noul studiu, cercetătorii au descoperit că REST suprimă și activitatea neuronală la modele animale, de la viermi la mamifere. Factorul de transcripție pare să suprime genele care au un rol central în excitația neuronală.
Aceste gene controlează canalele ionice, receptorii mesagerilor chimici și componentele care alcătuiesc sinapsele, care sunt structurile care permit celulelor să treacă mesaje între ele.
Anchetatorii au efectuat teste în care au blocat REST - sau factorul transcript echivalent - în diferitele modele animale. Aceste teste au dus nu numai la o activitate neuronală mai mare, dar au și scurtat durata de viață a animalelor.
În schimb, creșterea nivelului de REST a avut efectul opus - a condus la scăderea activității neuronale și a duratei de viață mai lungi.
Testele celulelor din țesutul cerebral uman postmortem au arătat, de asemenea, că indivizii a căror durată de viață depășise 100 de ani au avut niveluri semnificativ mai mari de REST în nucleele lor, comparativ cu cei a căror durată de viață a fost cu 20-30 de ani mai scurtă.
Efectul activității neuronale inferioare, la rândul său, activează un alt grup de proteine numite factori de transcripție a furcii care influențează longevitatea prin insulină și calea de semnalizare IGF în multe organisme.
Prof. Yankner sugerează că ar putea exista factori genetici și de mediu în spatele variației activității neuronale la om.
El și echipa sa propun că, atunci când se adaugă la constatările anterioare despre rolul pe care REST îl joacă în condiții dăunătoare creierului, cum ar fi demența, noile rezultate ar trebui să stimuleze interesul în dezvoltarea medicamentelor care vizează proteina.
Cu toate acestea, el avertizează că studiul lor nu a clarificat dacă personalitatea, gândirea sau comportamentul oamenilor le pot influența durata de viață.
„O viitoare zonă interesantă de cercetare va fi aceea de a determina modul în care aceste descoperiri se referă la astfel de funcții ale creierului uman de ordin superior”.
Prof. Bruce A. Yankner
