Dlaczego mózg się starzeje? Odpowiedź tkwi w genach

· Wrzesień 30, 2018

Mózg starzeje się podobnie jak każdy inny organ lub układ w Twoim ciele. Jednak są ludzie, których zdaje się, że czas oszczędza nieco mniej niż pozostałych. I nie mamy tutaj na myśli tylko zmian fizycznych.

Zdolności niektórych osób również zmieniają się wraz upływem czasu. Dlaczego tak się dzieje? I co ważniejsze, co możemy z tym zrobić? Czy niektórzy ludzie są po prostu bardziej podatni na efekty starzenia? i czy istnieją sposoby na to, by mózg starzał się wolniej?

Odpowiedzią na zagadkę starzejącego się mózgu są pewne geny. Grupa naukowców z Instytutu Babraham w Cambridge i Uniwersytetu Sapienza w Rzymie znalazła odpowiedzi zakopane w genetycznych funkcjach mózgu. Geny te wpływają na złożony mechanizm pogarszania się stanu funkcji poznawczych związanego z wiekiem.

Wiemy już dość dużo na temat tego co dzieje się, kiedy mózg się starzeje. Na przykład to, że neurony podupadają oraz umierają, aby zostać zastąpione nowymi. Nerwowe komórki macierzyste ułatwiają ten proces. To komórki układu nerwowego, które mogą się regenerować oraz tworzyć nowe komórki macierzyste.

Jednak z upływem czasu komórki te stają się coraz mniej funkcjonalne. Oznacza to, że mózg również nie funkcjonuje tak, jak powinien. Jednak co sprawia, że owe komórki się starzeją? Jakie zmiany molekularne stoją za tym spadkiem? To pytania, na które naukowcom udało się znaleźć odpowiedź.

Co się dzieje, kiedy mózg się starzeje?

Zanim zajmiemy się tym, co sprawia, że nasz mózg się starzeje, zamierzamy wyjaśnić czym jest ten proces. Starzenie się mózgu jest nieuniknione, przynajmniej do pewnego stopnia. Mimo to, nie jest ono jednakowe. W rzeczywistości wpływa ono na mózg nieco inaczej u każdej z osób. Zatrzymanie lub opóźnienie starzenia się mózgu byłoby najlepszym wyjściem na osiągnięcie wiecznej młodości.

Czerwony mózg

Ludzki mózg zawiera około 100 000 milionów neuronów. Są one połączone bilionami synaps. W ciągu całego życia, Twój mózg zmienia się bardziej, niż jakakolwiek inna część ciała. Od momentu kiedy ten organ zaczyna się rozwijać w trzecim tygodniu ciąży, aż do podeszłego wieku, jego złożona struktura oraz funkcje również ulegają zmianie.

W pierwszych latach życia mózg dziecka tworzy więcej niż milion nowych połączeń nerwowych na sekundę. Rozmiar mózgu zwiększa się czterokrotnie w okresie przedszkolnym. Około 6. roku życia, mózg sięga około 90% rozmiaru mózgu dorosłego człowieka.

Płaty czołowe, które odpowiedzialne są za takie rzeczy jak planowanie, pamięć, kontrola impulsów są ostatnią częścią mózgu, która się rozwija. W zasadzie jest możliwe, że nie rozwiną się całkowicie aż do 35. roku życia.

Kiedy tylko jednak sięgają tego momentu, zaczynają się starzeć. Kiedy się starzejesz, stan Twoich narządów oraz całego organizmu zaczyna stopniowo się pogarszać. Mózg nie jest tutaj wyjątkiem. Dlatego „zwyczajne” starzenie się wprowadza pewne zmiany związane z naszą pamięcią.

Starzenie się wpływa na naszą pamięć w taki oto sposób:

  • Trudności w uczeniu się nowych rzeczy: zapamiętanie nowych informacji zajmuje nam więcej czasu.
  • Wykonywanie kilku zadań naraz może stać się uciążliwe. Powolniejsze przetwarzanie informacji utrudnia jednoczesne planowanie kilku rzeczy.
  • Zapamiętywanie nazwisk i numerów również zaczyna być trudniejsze. Pamięć strategiczna, która pomaga nam je zapamiętywać zaczyna starzeć się już w wieku 20 lat.
  • Trudniej jest nam pamiętać o spotkaniach.

Zmiany zachodzące w starzejącym się mózgu

Niektóre badania wykazują, że co trzecia osoba w podeszłym wieku wykazuje problemy z pamięcią deklaratywną (wspomnienia związane z faktami lub wydarzeniami). Inne badania odkryły natomiast, że co piąta osoba w wieku 70 lat ma tak dobre zdolności poznawcze, jak dwudziestolatki.

Ogólne zmiany jakie zachodzą w starzejącym się mózgu obejmują między innymi:

  • Płat czołowy oraz hipokamp. To obszar mózgu, który odpowiada za ważniejsze funkcje oraz kodyfikację nowych wspomnień. Zmiany zachodzą w wieku 60-70 lat.
  • Gęstość kory. Zewnętrzna powłoka żłobień staje się cieńsza z powodu mniejszej ilości połączeń synaptycznych. Mniej połączeń może oznaczać wolniejsze procesy poznawcze.
  • Istota biała. Składa się ona z mielinowatych włókien nerwowych, które gromadzą się oraz przekazują sygnały nerwowe między komórkami mózgu. Naukowcy wierzą, że mielina zmniejsza się wraz z wiekiem. W rezultacie spowalnia procesy oraz wpływa na funkcje poznawcze.
  • Systemy neuroprzekaźników. Naukowcy sugerują, że mózg produkuje mniej tych „chemicznych posłańców” wraz z upływem lat. Ta redukcja dopaminy, serotoniny, acetylocholiny i noradrenaliny może odgrywać znaczącą rolę w utracie pamięci. Wpływa również na zaostrzanie się depresji.

Rola genów, kiedy mózg się starzeje

Teraz wiemy już co dzieje się, kiedy mózg się starzeje. Zatem wróćmy do badań, o których wspomnieliśmy na początku, aby zobaczyć jaką rolę odgrywają geny w całym tym procesie. Według naukowców, gen DBX2 może wyjaśnić starzenie się mózgu.

Porównano zmiany genetyczne w komórkach prekursorowych/macierzystych (NSC jest skrótem od macierzystych komórek nerwowych) 18-miesięcznych szczurów do tych zachodzących u 3-miesięcznych szczurów. Zidentyfikowano więcej nż 250 genów, które zmieniały swoje „zachowanie” z upływem czasu. Oznacza to, że geny te prawdopodobnie powodują słabsze funkcjonowanie powyższych komórek.

Kiedy tylko zidentyfikowano te 250 komórek, naukowcy zauważyli, że wzrost w genie zwanym DBX2 zdawał się zmieniać postarzałe komórki NSC. Zrobiono test in vivo i in vitro. Testy te pokazują, że zwiększenie tego genu u młodych NSC sprawiło, że działały one jak stare komórki. Wzrost aktywności DBX2 zapobiegał, by macierzyste komórki nerwowe rozwijały się lub rozmnażały się jak młode komórki.

Starzec z rozpadającą się głową

Poandto, przyglądano się najstarszym NSC. Zauważono zmiany w markerach epigenetycznych, które mogą wyjaśniać dlaczego komórki macierzyste ulegają niszczeniu wraz z czasem. Jeśli pomyślimy o naszym DNA jak o alfabecie, epigenetyczne markery są jak akcenty i znaki interpunkcyjne. Przekazują one komórkom czy oraz jak powinny one odczytywać geny. W tych badaniach naukowcy odkryli jak owe markery umiejscowiły się w różny sposób na genomie, „mówiąc” komórkom NSC, by rosły wolniej.

Badanie to udowodniło, że zmiany te mogą przyczynić się do procesu starzenia się mózgu. Dzieje się tak poprzez opóźnianie procesów regeneracyjnych mózgu. Naukowcy mają nadzieję, że odkrycia te pewnego dnia zaprowadzą nas do odwrócenia procesu starzenia się. Poprzez zrozumienie tego, jak starzeje się nasz mózg, nawet jeśli jest to u szczura, badacze liczą na znalezienie sposobów na to, aby wykryć spadek nerwowych komórek macierzystych.

Świetlisty mózg