Vedci našli možný spúšťač starnutia. Zásah v mozgu zlepšil pamäť aj stav kostí

Starnutie sa neprejavuje len vráskami, slabšími svalmi alebo menšou výdržou. S pribúdajúcim vekom sa mení aj činnosť mozgu, zhoršuje sa pamäť a kosti postupne strácajú svoju hustotu. Vedci už dlhšie hľadajú mechanizmy, ktoré tieto zmeny spúšťajú, pretože ich pochopenie by mohlo pomôcť oddialiť niektoré prejavy starnutia.

Nový výskum publikovaný vo vedeckom časopise PLOS Biology poukázal na ďalšieho možného hráča. Vedci z čínskej Univerzity Sia-men zistili, že pokles hladiny proteínu Menin v určitej časti mozgu môže prispievať k starnutiu celého organizmu. Keď sa pokúsili tento proces zvrátiť u starších myší, zaznamenali zlepšenie viacerých telesných funkcií. Zaujímavé výsledky prinieslo aj podávanie aminokyseliny D-serín.

Výskum zatiaľ nepredstavuje návod na omladenie človeka. Naznačuje však, že niektoré prejavy starnutia môžu súvisieť s konkrétnymi molekulárnymi procesmi, ktoré vedci dokážu ovplyvniť.

Mozog môže ovplyvňovať starnutie celého tela

Jedným z hlavných miest, na ktoré sa výskumníci zamerali, bol hypotalamus. Táto malá časť mozgu zohráva dôležitú úlohu pri regulácii telesnej teploty, hladu, smädu, spánku a hormonálnych procesov. Vedci mu pripisujú význam aj pri riadení niektorých zmien, ktoré prichádzajú s vekom.

Dôležitým problémom je zápal. Ten predstavuje prirodzenú súčasť obranyschopnosti organizmu, no jeho dlhodobá a nesprávne regulovaná aktivita môže poškodzovať tkanivá. V mozgu môže takýto stav narušiť činnosť nervových buniek a postupne ovplyvniť aj ďalšie funkcie tela.

Súvisí s tým

Vedci našli v mozgu proteín, ktorý môže brzdiť starnutie. Keď ho v experimente utlmili, telo začalo vykazovať znaky vyššieho veku

Výskumníci sa preto zamerali na Menin, proteín, ktorý pomáha tlmiť zápalové procesy v hypotalame. Pri starších myšiach namerali nižšiu hladinu tohto proteínu než pri mladších jedincoch. Pokles sa pritom prejavil v hypotalame, nie v skúmaných astrocytoch a mikrogliach, teda bunkách, ktoré v mozgu plnia podporné a obranné funkcie.

Vedci následne vytvorili geneticky upravené myši, pri ktorých dokázali obmedziť aktivitu proteínu Menin. Výsledky ukázali, že jeho nedostatok môže mať následky aj vtedy, keď zviera ešte nedosiahlo vysoký vek.

Menej Meninu, slabšie kosti a horšia pamäť

Mladšie myši s potlačenou aktivitou Meninu vykazovali výraznejšie zápalové procesy v hypotalame. Zároveň sa u nich objavili zmeny, ktoré vedci spájajú so starnutím.

Zvieratá prišli o časť kostnej hmoty a ich koža sa stenčila. Výskumníci zaznamenali aj zhoršenie kognitívnych schopností, ktoré zahŕňajú učenie, pamäť a spracovanie informácií. Okrem toho sa im mierne skrátila dĺžka života.

Tieto výsledky naznačujú, že Menin nemusí ovplyvňovať iba samotný mozog. Jeho pokles môže cez zápalové a metabolické procesy zasiahnuť aj vzdialenejšie časti organizmu.

Autori však upozorňujú na dôležitý rozdiel, pokus s geneticky upravenými myšami ukazuje, čo sa môže stať pri cielene obmedzenej aktivite proteínu. Sám osebe nedokazuje, že rovnaký mechanizmus vysvetľuje všetky prejavy starnutia u ľudí.

Do hry vstupuje aj aminokyselina D-serín

Pri ďalšom skúmaní vedci odhalili zmenu, ktorá môže vysvetľovať časť súvislosti medzi Meninom a činnosťou mozgu. Keď hladina Meninu klesla, znížilo sa aj množstvo aminokyseliny D-serín.

Táto látka má v nervovom systéme dôležitú úlohu. Pôsobí ako spolupôsobiaca molekula pri aktivácii určitých receptorov, ktoré sa podieľajú na prenose signálov medzi nervovými bunkami. Tieto procesy sú dôležité aj pri učení a tvorbe spomienok.

Výskumníci zistili, že pokles D-serínu súvisel so zníženou aktivitou enzýmu potrebného na jeho tvorbu. Aktivitu tohto enzýmu pritom ovplyvňoval práve Menin. Výsledky tak naznačili spojenie medzi poklesom proteínu, zmenami metabolizmu a zhoršením funkcií mozgu.

D-serín sa spomína aj v súvislosti s potravinami, ako sú sójové bôby, vajcia, ryby a orechy. Jeho prítomnosť v jedle však automaticky neznamená, že bežná strava dokáže zvýšiť jeho hladinu v mozgu natoľko, aby spomalila starnutie.

Vedci dosiahli zlepšenie aj u starších myší

Najzaujímavejšia časť experimentu prišla vtedy, keď sa výskumníci pokúsili obnoviť hladinu Meninu u starších zvierat. Použili myši vo veku 20 mesiacov, čo už v rámci ich života predstavuje pokročilý vek.

Do hypotalamu im dopravili genetický materiál potrebný na zvýšenie tvorby proteínu Menin. Po 30 dňoch zaznamenali zlepšenie viacerých sledovaných ukazovateľov. Myšiam sa zvýšila hrúbka kože aj kostná hmota a lepšie výsledky dosiahli v testoch učenia, pamäti a rovnováhy.

Zmeny súviseli aj s vyššou hladinou D-serínu v hipokampe, ďalšej oblasti mozgu, ktorá zohráva významnú úlohu pri učení a vytváraní spomienok.

„Predpokladáme, že pokles tvorby Meninu v hypotalame s pribúdajúcim vekom môže byť jedným z faktorov, ktoré poháňajú starnutie. Menin by mohol predstavovať dôležitý spojovací článok medzi genetickými, zápalovými a metabolickými faktormi tohto procesu,“ vyjadril sa Lige Leng, jeden z autorov štúdie.

Výsledky naznačujú, že obnovenie aktivity tohto proteínu dokáže u myší ovplyvniť viacero zmien spojených so starnutím. Vedci však zatiaľ nevedia, do akej miery možno tento prístup využiť pri ľuďoch ani aké riziká by mohol priniesť.

Môže pomôcť aj výživový doplnok?

Výskumníci následne overili, či podobný účinok dosiahnu aj bez genetického zásahu. Starším myšiam počas troch týždňov podávali D-serín ako výživový doplnok.

Výsledky ukázali zlepšenie niektorých kognitívnych schopností. Na rozdiel od obnovenia Meninu však D-serín nepriniesol porovnateľné zlepšenie stavu kože ani kostnej hmoty. To naznačuje, že táto aminokyselina môže ovplyvňovať len časť procesov, ktoré vedci v experimente sledovali.

Autori v štúdii označili D-serín za potenciálne zaujímavú látku pri riešení kognitívneho úpadku. Takýto výsledok však ešte neznamená, že doplnok zlepší pamäť aj starším ľuďom alebo že dokáže predĺžiť ich život.

Na potvrdenie účinkov by boli potrebné ďalšie experimenty, predovšetkým klinické štúdie na ľuďoch. Tie by museli určiť vhodné dávkovanie, účinnosť, dlhodobú bezpečnosť aj možné nežiaduce účinky. Samotný výskum na myšiach nestačí na odporúčanie užívania D-serínu na spomalenie starnutia.

Pred vedcami zostáva viacero otázok

Výskum otvára nové možnosti pri skúmaní mechanizmov starnutia, no zároveň odhaľuje, koľko toho ešte nevieme. Vedci potrebujú zistiť, prečo hladina Meninu s vekom klesá, či tento proces spúšťajú ďalšie zmeny v organizme a ako dlho by prípadné účinky jeho obnovenia vydržali.

Otázkou zostáva aj to, či možno bezpečne ovplyvniť rovnakú dráhu u ľudí a či by sa prípadné zlepšenie pamäti prejavilo aj pri bežných každodenných činnostiach.

Výsledky zatiaľ ukazujú predovšetkým to, že starnutie nesúvisí len s postupným opotrebovaním tela. Významnú úlohu môžu zohrávať aj regulačné mechanizmy v mozgu, ktoré ovplyvňujú zápal, metabolizmus a činnosť ďalších orgánov. Menin a D-serín preto predstavujú zaujímavé smery ďalšieho výskumu, nie hotové riešenie, ktoré by dokázalo zastaviť starnutie.