Niektoré z najväčších zmien v ľudskom tele nevidíme voľným okom. Môžu sa odohrávať potichu, celé desaťročia, priamo v bunkách – až kým vedci jedného dňa neodhalia vzorec, ktorý môže zmeniť naše chápanie starnutia. Práve to sa podarilo výskumníkom pri skúmaní ľudského mozgu.
správy od nás budete mať ako prví.
Keď porovnávali bunky ľudí rôzneho veku, narazili na výraznú zmenu, ktorá sa objavuje v období, keď si ju väčšina z nás nemusí vôbec všimnúť. Nejde pritom iba o pamäť či fungovanie neurónov. Mení sa samotné prostredie mozgu a dokonca aj spôsob, akým sú v jeho bunkách usporiadané genetické informácie, ako uvádza portál Science Daily.
Starnutie mozgu nemusí byť pomalým a postupným procesom. Nový výskum, zverejnený v odbornom časopise Science, naznačuje, že približne v období medzi 50. a 75. rokom života dochádza v ľudskom mozgu k výraznej biologickej premene. Mení sa nielen správanie jednotlivých buniek, ale aj spôsob, akým je v nich usporiadaná a regulovaná DNA.
Vedci sa pritom zamerali na jednu z najdôležitejších oblastí mozgu – hipokampus, ktorý zohráva kľúčovú úlohu pri učení a tvorbe pamäti. Ich zistenia môžu pomôcť lepšie pochopiť, prečo je vyšší vek zároveň najvýznamnejším rizikovým faktorom neurodegeneratívnych ochorení, ako je Alzheimerova choroba.
Mozog sa v strednom veku začína výrazne meniť
Výskumný tím použil pokročilé metódy analýzy jednotlivých buniek a skúmal, ako sa s pribúdajúcim vekom mení regulácia génov a trojrozmerná organizácia genómu. Vedci analyzovali vzorky ľudského hipokampu od dospelých ľudí rôzneho veku. Vďaka tomu získali detailný obraz o tom, čo sa v mozgových bunkách deje počas starnutia.
Jedným z najvýraznejších zistení bola zmena v populácii mikroglie – imunitných buniek mozgu, ktoré pomáhajú udržiavať jeho správne fungovanie a chránia ho pred poškodením. Práve tieto bunky podľa výsledkov prechádzajú v období približne medzi 50. a 75. rokom života výraznou premenou.
Súvis s chronickým zápalom
Doteraz sa vedci vo veľkej miere domnievali, že mikroglie vznikajú počas embryonálneho vývoja a následne zostávajú v mozgu po celý život. Nové výsledky však tento pohľad spochybňujú. Medzi 50. a 75. rokom života vedci pozorovali výrazný pokles mikroglií, ktoré pochádzajú ešte z embryonálneho obdobia.
Súčasne pribúdali bunky s molekulárnymi vlastnosťami podobnými imunitným bunkám, ktoré sa nachádzajú v krvi. Táto zmena môže byť dôležitá. Nové bunky podobné mikrogliám totiž vykazovali výraznejšie známky zápalových procesov. Vedci preto uvažujú, že takáto premena by mohla súvisieť s chronickým zápalom, ktorý sa v starnúcom mozgu môže podieľať na vzniku alebo rozvoji neurodegeneratívnych ochorení.
„Mikroglie sú kľúčové pre udržiavanie rovnováhy v mozgu. Keď tieto bunky nedokážu správne vykonávať svoje úlohy, v mozgu sa môžu hromadiť toxické materiály, ktoré spúšťajú zápalové procesy a môžu prispievať k neurodegeneratívnym ochoreniam,“ uviedol Bing Ren, jeden z hlavných autorov štúdie.
Slabne tiež ochranná bariéra mozgu
Zmeny sa pritom netýkali iba imunitných buniek. Výskumníci zaznamenali aj výrazný úbytok niektorých bunkových populácií, ktoré pomáhajú udržiavať hematoencefalickú bariéru – systém, ktorý chráni mozog pred potenciálne škodlivými látkami cirkulujúcimi v krvi. Táto bariéra funguje ako mimoriadne dôležitý ochranný filter medzi krvným obehom a nervovým systémom.
Jej narušenie môže znamenať, že mozgové tkanivo je vo vyššom veku vystavené zmenenému prostrediu. Vedci tak postupne odhaľujú, že starnutie mozgu nie je otázkou jedného typu buniek. Súvisí s množstvom procesov, ktoré sa navzájom ovplyvňujú.
Narúša sa aj usporiadanie DNA
Jedno z najzaujímavejších zistení sa týka samotnej DNA. Genóm v bunke totiž nie je uložený ako jednoduchá „šnúrka“ DNA. Molekula DNA je v jadre bunky zložitým spôsobom poskladaná do trojrozmernej štruktúry. Práve toto priestorové usporiadanie pomáha bunkám regulovať, ktoré gény sa aktivujú a ktoré zostávajú vypnuté.
Vedci zistili, že s pribúdajúcim vekom sa táto trojrozmerná organizácia genómu v niekoľkých typoch mozgových buniek postupne narúša. Inými slovami, nejde iba o to, že sa niektoré gény správajú inak. Mení sa aj samotná „architektúra“, ktorá pomáha určovať, ako bunka s genetickou informáciou pracuje. Výskumníci preto predpokladajú, že narušenie organizácie genómu môže byť jedným zo základných znakov starnutia mozgu.
Starnutie nemusí znamenať iba postupný úpadok
Výsledky zároveň ponúkajú pozoruhodný pohľad na samotné starnutie. Namiesto predstavy, že mozog sa rok po roku jednoducho postupne zhoršuje, štúdia naznačuje, že v určitých obdobiach dochádza k rozsiahlejším a koordinovaným zmenám. Súčasne sa menia imunitné bunky, bunky súvisiace s cievnym systémom, neuróny aj spôsob organizácie genetického materiálu.
„Táto štúdia ukazuje, že starnutie nie je iba postupným úpadkom. Zahŕňa koordinované a dynamické prestavovanie imunitného, cievneho a nervového systému,“ vysvetlil Xiangmin Xu, spoluautor výskumu. Práve pochopenie týchto zmien by podľa vedcov mohlo v budúcnosti pomôcť pri hľadaní spôsobov, ako chrániť fungovanie mozgu počas starnutia.
Čo to znamená pre budúcnosť?
Nové poznatky zatiaľ neznamenajú, že vedci objavili konkrétnu príčinu Alzheimerovej choroby alebo spôsob, ako zastaviť starnutie mozgu. Ukazujú však na viaceré biologické procesy, ktoré sa počas starnutia výrazne menia a ktoré by mohli byť dôležité pri vzniku neurodegeneratívnych ochorení.
Mozog nestarne jednoducho ako stroj, ktorý sa postupne opotrebúva. Skôr prechádza sériou komplexných biologických premien, pri ktorých sa menia jeho bunky, ich vzájomné prostredie aj spôsob, akým pracujú s genetickou informáciou. Čím lepšie vedci týmto zmenám porozumejú, tým väčšiu šancu budú mať v budúcnosti odhaliť, prečo niektoré mozgy zostávajú zdravé aj vo vysokom veku, zatiaľ čo u iných sa rozvinú neurodegeneratívne ochorenia.
Nahlásiť chybu v článku