Гиперактивность нейронов сокращает жизнь

Снижение особой активности клеток мозга при помощи лекарств может позволить людям жить дольше.

Иллюстрация с сайта pixabay.com.

Мыши, у которых отсутствовал белок REST (снимки нижнего ряда), демонстрировали гораздо более высокую нейронную активность, чем обычные мыши (снимки верхнего ряда).

Фото Yankner Lab/Nature.

Исследователи впервые получили доказательство того, что деятельность нервной системы влияет на продолжительность жизни.

Несколько лет назад специалисты из Гарвардской медицинской школы начали изучать экспрессию генов в тканях головного мозга пожилых людей. В распоряжении учёных были сотни образцов, полученных от когнитивно здоровых людей, умерших в возрасте от 60 до 100 лет.

Команда заметила любопытную корреляцию. Чем больше прожил человек, тем менее активны были его гены, связанные с нервным возбуждением (разница была хорошо заметна в тканях людей, проживших менее 80 и более 85 лет).

Но существует ли причинно-следственная связь? Могут ли уровни возбуждения клеток мозга непосредственно влиять на продолжительность жизни? Если да, то как?

Чтобы найти ответы, учёные провели множество экспериментов, включая генетические, клеточные и молекулярные тесты с модельными круглыми червями Caenorhabditis elegans, анализы генетически модифицированных мышей и дополнительный анализ тканей мозга людей, которые прожили более века.

Эксперименты показали, что уровень нейронной активности действительно влияет на продолжительность жизни. А ключевая роль отведена белку под названием REST (эту аббревиатуру можно перевести как "отдых").

Блокировка этого белка у животных (при помощи препаратов либо генетических модификаций) приводила к повышению нейронной активности и сокращению продолжительности жизни. А повышение выработки этого белка, напротив, подавляло возбудимость клеток мозга и увеличивало продолжительность жизни (показатель червей, к примеру, составил целых 30%).

Мыши, у которых отсутствовал белок REST (снимки нижнего ряда), демонстрировали гораздо более высокую нейронную активность, чем обычные мыши (снимки верхнего ряда).

При этом отмечается, что снижение нейронной активности, вызванное усилением экспрессии REST, не приводило к каким-либо дисфункциональным изменениям.

"Животные могли функционировать, их мозг не "впадал в спячку". Однако, подавив нейронную активность, можно повлиять на процесс старения", – поясняет старший автор нового исследования профессор Брюс Янкнер (Bruce Yankner).

Между тем у людей-долгожителей было обнаружено значительно больше белка REST в ядрах их клеток мозга, чем у людей, скончавшихся в 70 или 80 лет.

"Когда в жизни человека клетки мозга наиболее уязвимы? Первый раз – во время развития плода, когда потеря молодых нейронов приведёт к весьма печальным последствиям. Второй – во время старения, когда на вас воздействуют окислительный стресс и неправильно свёрнутые или агрегированные белки, такие как бета-амилоид и тау-белок. Логично, что в эти два периода должна включаться система защиты нейронов, которые по большей части не восстанавливаются", – рассуждает Янкнер.

Команда также полагает, что REST, влияя на нейронную активность в стареющем мозге, может либо увеличивать вероятность нейродегенерации, либо, напротив, уменьшать её. Иными словами, изменение содержания этого белка в пожилом возрасте может играть роль в возникновении старческого слабоумия (деменции) и болезни Альцгеймера.

На первый взгляд выводы исследования могут показаться несколько нелогичными (оно даже рецензирование проходило целых два года).

Так, согласно общепринятому мнению, пожилым людям следует тренировать мозг, поскольку с годами эффективность мыслительных процессов снижается. Однако Янкнер поясняет, что вид чрезмерной нейронной активности, упомянутый в его исследовании, это не то же самое, что активность, которая имеет место при выполнении упражнений для тренировки мозга. В данном случае речь идёт о гипервозбудимости, которая связана со структурной дегенерацией, наблюдаемой, к примеру, при болезни Альцгеймера.

Авторы исследования надеются, что полученные данные откроют новые пути к разработке лекарств против старения и нейродегенеративных расстройств.

Однако потребуется больше исследований, чтобы поверить, смогут ли препараты, нацеленные на белок REST, а также другие способы изменения нейронной активности (например, медитация) увеличить продолжительность жизни людей и спасти их мозг от возрастных заболеваний.

Подробнее о проделанной работе рассказывается в статье, опубликованной в журнале Nature.

Кстати, ранее "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) рассказывали о нейронной активности интеллектуалов и о том, какое нарушение в работе мозга пожилых людей отвечает за потерю памяти.