Znajdź zawartość

Profesor Jadwiga Maria Giebultowicz i jej zespół z Oregon State University (OSU) ostrzegają, że nadmierna ekspozycja na niebieskie światło – które jest emitowane m.in. przez smartfony, telewizory i ekrany komputerowe – może zaburzać podstawowe czynności życiowy komórek i przyspieszać proces starzenia się. Nie od dzisiaj wiemy, że ten rodzaj światła uszkadza wzrok i zaburza rytm dobowy. Dane zebrane przez zespół Giebultowicz sugerują, że może ono przyspieszać starzenie się oraz procesy neurodegeneracyjne. Naukowcy z Oregonu wykorzystali podczas swoich badań muszki owocówki (Drosophila melanogaster), które w wyniku modyfikacji genetycznych przyszły na świat bez oczu. Część zwierząt była przez 10 lub 14 dni poddana ciągłej ekspozycji niebieskiego światła, część była trzymana w ciemności. Naukowcy porównywali następnie profile metaboliczne zwierząt. Analiza danych ujawniła, że pod wpływem niebieskiego światła u muszek doszło do znacznych zmian w poziomie występowania różnych metabolitów. Szczególnie dramatyczne zmiany zaszły w głowach zwierząt poddanych działaniu niebieskiego światła przez 14 dni. Doszło do znacznego zwiększenia kwasu bursztynowego i zmniejszenia poziomów kwasu pirogronowego i cytrynowego, co wskazuje na zaburzenia w produkcji energii. U muszek tych pojawiły się oznaki neurodegeneracji, a bliższa analiza pokazała zmniejszenie poziomu wielu neuroprzekaźników, w tym kwasu gamma-aminomasłowego (GABA) i glutaminianu. Nieprawidłowości te sugerują, że niebieskie światło zaburza homeostazę mózgu, czyli jego zdolność do utrzymywania stałych parametrów. Nadmierna ekspozycja na niebieskie światło, na jaką narażamy się korzystając z telewizorów, laptopów i smartfonów, może mieć niekorzystny wpływ na wiele komórek naszego organizmu, od komórek skóry i tkanki tłuszczowej, po neurony, mówi doktor Giebultowicz. Jako pierwsi pokazaliśmy, że konkretne metabolity – związki chemiczne pozwalające naszym komórkom na prawidłowe funkcjonowanie – ulegają zmianie u muszek owocówek wystawionych na działanie niebieskiego światła, dodaje. Zdaniem uczonej, ograniczenie ekspozycji na niebieskie światło może być dobrą strategią zachowania dłużej młodości. Już wcześniej prowadzone na OSU badania wykazały, że owocówki wystawione na działanie światła uruchamiają geny chroniące przed stresem i żyją krócej, niż zwierzęta trzymane w całkowitej ciemności. Naukowcy chcieli teraz zrozumieć, dlaczego tak się dzieje, przyjrzeli się więc poziomowi różnych metabolitów w komórkach zwierząt. Kwas bursztynowy jest niezbędny do produkcji paliwa dla komórek. Jego wysoki poziom w komórce można porównać do paliwa obecnego w dystrybutorze, które jednak nie przedostaje się do zbiornika samochodu. Niepokojący był też fakt, że po wystawieniu na działanie niebieskiego światła zmniejszał się poziom molekuł odpowiedzialnych za komunikację pomiędzy neuronami, zauważa uczona. Jako że molekuły sygnałowe w komórkach muszek i ludzi są takie same, więc istnieje prawdopodobieństwo, że negatywne skutki ekspozycji na światło niebieskie będą dotyczyły też ludzi. Tę kwestię naukowcy będą badali na hodowlach ludzkich komórek. Profesor Giebultowicz zaznacza przy tym, że muszki poddano działaniu dość mocnego światła, ludzie są zwykle narażeni na jego mniej intensywne oddziaływanie, więc uszkodzenie komórek może być mniej dramatyczne. Na ile jednak jest ono istotne dowiemy się z przyszłych badań. « powrót do artykułu

Zaledwie kilka dawek eksperymentalnego leku wystarczy, by u myszy odwrócić związane z wiekiem ubytki pamięci oraz przywrócić elastyczność mózgu, informują naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco. Dotychczasowe badania wykazały, że środek o nazwie ISRIB przywraca funkcje pamięciowe wiele miesięcy po urazowym uszkodzeniu mózgu, odwraca zaburzenia poznawcze w zespole Downa, zapobiega utracie słuchu spowodowanej hałasem, pomaga w leczeniu niektórych typów nowotworów prostaty, a nawet zwiększa funkcje poznawcze u zdrowych zwierząt. Na łamach pisma eLife ukazały się właśnie wyniki kolejnych badań nad ISRIB. Ich autorzy donoszą, że lek bardzo szybko przywraca starym myszom zdolności poznawcze młodych zwierząt. Jednocześnie dochodzi do odmłodzenia mózgu i komórek odpornościowych, co może wyjaśniać obserwowane zjawisko. Błyskawiczne działanie ISRIB pokazuje, że znaczna część związanej z wiekiem utraty funkcji poznawczych może być powodowana przez odwracalną fizjologiczną „blokadę”, a nie przez nieodwracalną degenerację, mówi profesor Susanna Rosi z wydziałów Neurochirurgii, Terapii Fizycznej i Rehabilitacji UC San Francisco. Dane te sugerują, że – w przeciwieństwie do powszechnie przyjętej opinii – mózg nie traci na stałe zdolności poznawczych, ale są one w jakiś sposób blokowane przez czynniki wpływające na komórki. Nasze badania nad ISRIB pokazują, że istnieje sposób zatrzymania działania tych czynników i odzyskanie zdolności poznawczych, które z czasem stawały się coraz bardziej niedostępne, dodaje profesor Peter Walter z Wydziału Biochemii i Biofizyki. Walter to wybitny naukowiec, wielokrotnie nagradzany za swoje prace nad reakcją komórek na stres. To właśnie w jego laboratorium w 2013 roku został odkryty ISRIB. ISRIB działa poprzez ponowne uruchomienie w komórkach całej maszynerii odpowiedzialnej za produkcję białek. Zostaje ona z wiekiem zablokowana przez mechanizm zwany zintegrowaną odpowiedzią na stres (integrated stress response – ISR). Nazwa ISRIB pochodzi od ISR InhiBitor. Mechanizm ISR zwykle odpowiada za wykrywanie problemów z produkcją białek, co może być sygnałem, że komórka uległa infekcji lub doszło w niej do pojawienia się mutacji genetycznych prowadzących do rozwoju nowotworu. W takim przypadku ISR blokuje zdolność wytwarzania białek przez komórkę. To niezwykle ważny mechanizm służący do obrony organizmu przed niewłaściwie działającymi komórkami. Walter i jego zespół odkryli, że jeśli w tkance mózgowej ISR „zatnie się” w pozycji „włączony”, to może to prowadzić do poważnych problemów, gdyż komórki tracą zdolność do normalnego funkcjonowania. Podczas swoich niedawnych badań Walter i Rosi wykazali, że u myszy po urazowym uszkodzeniu mózgu dochodzi do chronicznej aktywacji ISR, co prowadzi do utraty zdolności poznawczych i zaburzeń zachowania, a po podaniu ISRIB mechanizm ISR zaczyna działać prawidłowo, co bardzo szybko doprowadza do odzyskania normalnego funkcjonowania mózgu. Obserwowaliśmy, jak ISRIB przywraca funkcje poznawcze u zwierząt z urazowym uszkodzeniem mózgu, które w wielu aspektach przypomina spadek zdolności poznawczych związany z wiekiem. Zaczęliśmy się więc zastanawiać, czy lek ten może odwrócić skutki starzenia się. To był kolejny logiczny krok, mówi Rosi, która jest dyrektorem ds. badań neurologicznych w UCSF Brain and Spinal Injury Center. Do badań zaangażowano naukowców z laboratorium Rosi. Na czele grupy badawczej stała Karen Krukowski. W ramach eksperymentu włożone do basenu z wodą myszy widziały wystającą z wody platformę, na którą musiały wejść, by wydostać się z wody. Po sesji treningowej poziom wody podnoszono tak, że platforma nad nią nie wystawała, a do wody dodano barwnik, by platformy nie było widać. Myszy musiały więc zapamiętać, gdzie znajduje się platforma, na której mogą bezpiecznie stanąć. Zadanie takie jest zwykle trudne do wykonania dla starszych zwierząt, które mają problemy z zapamiętaniem położenia platformy. Okazało się jednak, że starsze myszy, którym podczas trzydniowej sesji treningowej podawano niewielkie ilości ISRIB, radziły sobie z zadaniem równie dobrze, jak młode myszy, i znacznie lepiej niż myszy w tym samym wieku, którym leku nie podawano. Chcąc zrozumieć, jak ISRIB działa, naukowcy podali myszom pojedynczą dawkę, a następnie przebadali aktywność i anatomię komórek hipokampu, regionu, który odgrywa kluczową rolę w uczeniu się i zapamiętywało. Okazało się, że powszechnie występujące sygnatury starzenia się neuronów zniknęły dosłownie w ciągu jednej nocy, połączenia komórek pomiędzy sobą wzmocniły się, a komórki odzyskały zdolność do tworzenia stabilnych połączeń. Naukowcy wciąż badają, w jaki sposób ISR zakłóca procesy poznawcze u starzejących się myszy oraz u myszy z różnymi problemami neurologicznymi oraz sprawdzają, jak długo trwają dobroczynne skutki podawania ISRIB. Dotychczas zauważyli, że ISRIB zmienia też sposób funkcjonowania limfocytów T, które również z wiekiem coraz gorzej funkcjonują. To zaś może sugerować inną ścieżkę działania leku oraz może mieć znaczenie dla leczenia wielu różnych chorób związanych z pojawianiem się stanu zapalnego i gorszym funkcjonowaniem układu odpornościowego, od Alzheimera po cukrzycę. Można by się zastanawiać, czy zakłócanie pracy tak ważnego mechanizmu obrony komórkowej jak ISR jest bezpieczne. Bardzo dobrą wiadomością jest fakt, że dotychczas nie zauważono żadnych skutków ubocznych stosowania ISRIB. Profesor Walter mówi, że mogą być dwie przyczyny. Po pierwsze, wystarczy zaledwie kilka dawek ISRIB, by zresetować stan chronicznej aktywacji ISR do stanu normalnego, po którym to resecie ISR nadal funkcjonuje prawidłowo, chroniąc komórki przed problemami. Po drugie, ISRIB nie działa gdy zostaje podany komórkom, w których włączona jest najpotężniejsza z form ISR – chroniąca np. przed bardzo agresywną infekcją wirusową. To brzmi niemal zbyt dobrze, by było prawdą, ale wydaje się, że ISRIB daje nam możliwość idealnego manipulowania ISR, mówi Walter. « powrót do artykułu

Wyniki badań na myszach wskazują, że istnieje możliwość stworzenia pigułki, która przyniesie mózgowi takie korzyści, jakie przynoszą ćwiczenia fizyczne. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco donoszą bowiem, że słabo poznany enzym wątrobowy Gpld1 może być czynnikiem odpowiedzialnym za korzystny wpływ ćwiczeń fizycznych na starzejący się mózg. Badania wykazały, że gdy starzejącej się myszy prowadzącej statyczny tryb życia podamy osocze pozyskane od myszy regularnie ćwiczącej, to jej mózg odniesie takie same korzyści jak mózg myszy aktywnej. Odkrycie może doprowadzić do opracowania terapii chroniących układ nerwowy przed związaną z wiekiem degeneracją. Można by je stosować u osób, które nie są w stanie zwiększyć aktywności fizycznej. Gdyby powstała pigułka, zapewniająca mózgowi te same korzyści co ćwiczenia fizyczne, to wszyscy by ją zażywali. Nasze badania sugerują, że co najmniej część z takich korzyści pojawi się pewnego dnia w formie pigułki, mówi profesor Saul Villeda. Jest on jednym z autorów opublikowanego w Science artykułu Blood factors transfer benefician effects of exercie on neurogenesis and cognition to the aged brain. Aktywność fizyczna to jeden z najlepszych sposobów ochrony mózgu przed związanymi z wiekiem degeneracją i spadkiem możliwości poznawczych. Aktywność fizyczna jest związana ze zmniejszonym ryzykiem obniżenia się funkji poznawczych w związanych z wiekiem chorobach neurodegeneracyjnych. Poprawia ona funkcjonowanie osób narażonych na rozwój choroby Alzheimera, nawet w przypadkach dziedzicznego występowania tej choroby, stwierdzili naukowcy. Niestety różnego typu ograniczenia fizyczne czy inne schorzenia uniemożliwiają wielu osobom wykonywanie ćwiczeń fizycznych. Zespół Villedy już wcześniej przeprowadzał eksperymenty pokazujące, że transfuzja krwi od młodej myszy do starej może tej drugiej przynieść korzyści w postaci lepszego funkcjonowania mózgu. Z kolei transfuzja w odwrotną stronę może zaszkodzić mózgowi młodej myszy. Zachęceni tymi wynikami studentka Alana Horowitz i doktor Xuelai Fan z laboratorium Villedy postanowili poszukać we krwi elementów, które zapewnią mózgowi takie korzyści jak ćwiczenia fizyczne. Horowitz i Fan pobrali krew od starzejących się myszy, które przez siedem tygodni regularnie ćwiczyły i przetoczyli ją starzejącym się myszom prowadzącym nieaktywny tryb życia. Okazało się, że po czterech tygodniach takiej terapii w drugiej z grup zwierząt doszło do znacznego poprawienia pamięci i zdolności do uczenia się. Poprawa była podobna do tej, jaka zaszła u myszy aktywnych fizycznie. Badania mózgów zwierząt wykazały, że doszło w nich do zwiększenia tempa powstawania nowych neuronów w hipokampie. Chcąc sprawdzić, który konkretnie czynnik odpowiada za tę poprawę, naukowcy porównali ilość różnych protein w krwi myszy aktywnych fizycznie i prowadzących siedzący tryb życia. Zidentyfikowali „podejrzanych” 30 protein, z których – ku ich zdumieniu – aż 19 pochodziło głównie z wątroby i które dotychczas wiązano z kontrolowaniem metabolizmu. Szczególnie ważne w tym kontekście wydały się proteiny Gpld1 i Pon1m. Naukowcy wybrali do badań pierwszą z nich, gdyż dotychczas rzadko się nią zajmowano. Stwierdziliśmy, że gdyby ją ktoś wcześniej porządnie przebadał, to z pewnością zauważyłby ten jej korzystny wpływ, mówi Villeda. Okazało się, że Gpld1 zwiększa przepływ krwi po ćwiczeniach fizycznych, a poziom tej proteiny jest ściśle skorelowany z rozwojem funkcji poznawczych u myszy. Gdy naukowcy przeanalizowali dane zbierane w ramach badań Hillblom Aging Network okazało się, że również zdrowi aktywni starsi ludzie mają wyższy poziom tej proteiny we krwi niż ich mniej aktywni rówieśnicy. Dane te wskazują, że Gpld1 jest u ludzi i myszy czynnikiem indukowanym przez ćwiczenia fizyczne i ma on u myszy potencjalny wpływ na funkcje poznawcze, czytamy w pracy opisującej badania. Naukowcy nie poprzestali jednak na obserwacjach. Postanowili sprawdzić, czy samo Gpld1 może przynieść takie korzyści jak ćwiczenia fizyczne. W tym celu zmodyfikowali genetycznie myszy tak, by w ich wątrobach dochodziło do nadmiernego wytwarzania tej proteiny i sprawdzali osiągnięcia zwierząt w różnych testach sprawdzających pamięć i funkcje poznawcze. Byli niezwykle zdumieni, gdy okazało się, że już trzy tygodnie nadmiernej ekspresji Gpld1 dawało taki skutek jak sześć tygodni regularnych ćwiczeń. Doszło też do dramatycznego wzrostu liczby neuronów w hipokampie. Dane te pokazują, że selektywne zwiększanie pochodzącego z wątroby Gpld1 wystarczy, by poprawić neurogenezę i funkcje poznawcze w starzejącym się hipokampie, podkreślają autorzy badań. Kolejne badania wykazały, że wytwarzana w wątrobie proteina Gpld1 nie przedostaje się przez barierę krew-mózg. Wydaje się, że wywiera ona dobroczynny wpływ poprzez redukcję stanu zapalnego i koagulacji krwi w całym organizmie. Wiadomo, że oba te czynniki intensyfikują się z wiekiem i są powiązane z demencją oraz spadkiem funkcji poznawczych. Uzyskane dotychczas dane mają znacznie szersze implikacje, niż tylko związane z Gpld1. Wskazują one bowiem, że być może korzystny dla naszego organizmu wpływ ćwiczeń fizycznych może być przenoszony do wszystkich tkanek za pomocą różnych składników krwi. « powrót do artykułu

Przeciętna osoba zjada obecnie znacznie więcej kalorii, niż jadł przeciętny człowiek przed 50 laty. Różnica jest olbrzymia, taka, jakbyśmy jedli dodatkowego burgera, frytki i napój gazowany. To zaś ma katastrofalny wpływ nie tylko na naszą tkankę tłuszczową, ale również na nasze... mózgi. Profesor Nicolas Cherbuin z Australia National University donosi na łamach Frontiers in Neuroendocrinology, że stan zdrowia mózgu zaczyna pogarszać się znacznie wcześniej niż sądzono, a dzieje się tak w dużej mierze przez niezdrowy tryb życia. Ludzie szkodzą swojemu mózgowi przez niezdrową fastfoodową dietę oraz zbyt małą aktywność ruchową, stwierdza uczony. Znaleźliśmy silne dowody wskazujące na to, że złe odżywianie się i brak ćwiczeń fizycznych przez dłuższy czas znacząco zwiększa nie tylko ryzyko cukrzycy typu 2. ale również powoduje znaczne upośledzenie funkcjonowania mózgu, prowadząc do jego kurczenia się i demencji, dodaje. Naukowcy donoszą, że około 30% dorosłej populacji ma nadwagę lub cierpi na otyłość, a ponad 10% wszystkich dorosłych będzie do roku 2030 cierpiało na cukrzycę typu 2. Związek pomiędzy cukrzycą typu 2. a szybkim upośledzeniem funkcji mózgu jest udowodniony. Jednak nasza praca pokazuje, że neurodegeneracja rozpoczyna się znacznie wcześniej niż sądziliśmy. I widzimy jasny związek pomiędzy niezdrowym trybem życia a upośledzeniem funkcjonowania mózgu. Gdy zaś człowiek osiągnie wiek średni uszkodzenia te są niemal nieodwracalne. Zachęcamy więc wszystkich, by zdrowo się odżywiali i trzymali prawidłową wagę, najlepiej już w dzieciństwie, a na pewno we wczesnej dorosłości, apeluje Cherbuin. Burger, frytki i napój gazowany to około 600 kilokalorii. O tyle więcej zjadamy od przeciętnego człowieka żyjącego w latach 70. ubiegłego wieku. Ten dodatkowy zastrzyk kalorii oznacza, że wiele osób niezdrowo się odżywia. Ludzie jedzą zbyt dużo niezdrowego jedzenia, szczególnie fast-foodów, zauważa uczony. Dodaje, że obecne zalecenia dotyczące zdrowia mózgu nie sprawdzają się, gdyż ludzie słyszą, że o mózg powinni zacząć dbać po 60. roku życia. Tymczasem jest już zbyt późno. Wiele osób, które cierpi na demencję i inne oznaki dysfunkcji poznawczych, w tym na kurczenie się mózgu, pracowało na to przez całe życie, niezdrowo się odżywiając i utrzymując zbyt niski poziom aktywności fizycznej. Jeśli chcemy uniknąć problemów poznawczych, tych, których da się uniknąć, powinniśmy już w młodości odżywiać się zdrowo i się ruszać, stwierdza naukowiec. Badania zespołu Cherbuina to metaanaliza około 200 międzynarodowych badań dotyczących diety, mózgu i starzenia się. « powrót do artykułu

Mózg zaczyna się zmieniać, a neurony ulegają powolnej degradacji na wiele lat przed pojawieniem się objawów choroby Alzheimera (ChA). Niemieccy naukowcy wykazali, że oporne na rozkład białko z surowicy można wykorzystać do wczesnego i precyzyjnego monitorowania postępów ChA. Fakt, że nadal nie ma skutecznej metody leczenia alzheimera, jest po części skutkiem tego, że obecne terapie są rozpoczynane zbyt późno - podkreśla Mathias Jucker z Niemieckiego Centrum Chorób Neurodegeneracyjnych (DZNE). Testy z krwi nadają się do monitoringu/skryningu ChA lepiej od drogich badań obrazowych. Ostatnio poczyniono postępy w tym zakresie, ale większość proponowanych rozwiązań bazuje na amyloidzie. Ekipa Juckera miała jednak inne podejście. Nasz test nie skupiał się na amyloidzie, ale na tym, co on robi z mózgiem, czyli na neurodegeneracji. Innymi słowy, przyglądaliśmy się śmierci neuronów. Kiedy komórki mózgu obumierają, we krwi można wykryć ich resztki. Zwykle jednak białka te szybko się we krwi rozkładają i dlatego nie mogą być markerami chorób neurodegeneracyjnych. Wyjątkiem jest drobny fragment tzw. neurofilamentu, który jest zaskakująco oporny na degradację. W ramach najnowszego badania naukowcy wykazali, że neurofilament akumuluje się we krwi długo przed początkiem objawów klinicznych. Oprócz tego bardzo precyzyjnie odzwierciedla przebieg choroby i umożliwia wnioskowanie o rokowaniach. W studium wykorzystano dane i próbki 405 osób z Dominantly Inherited Alzheimer Network (DIAN). Dzięki sieci zrzeszającej instytucje z różnych regionów świata bada się rodziny, w których przez pewne warianty genów ChA pojawia się już w średnim wieku. Niemcy monitorowali stężenia neurofilamentów w kolejnych latach. Do 16 lat przed wyliczonym początkiem objawów demencji nie było zauważalnych zmian w krwi. Znaczące, także dla rokowań, są nie absolutne stężenia neurofilamentów, ale ich ewolucja w czasie. W trakcie dalszych analiz autorzy publikacji z pisma Nature Medicine wykazali, że zmiany w stężeniu neurofilamentów odzwierciedlają degradację neuronów bardzo dokładnie i pozwalają przewidzieć, jak będzie przebiegać uszkodzenie mózgu. Byliśmy w stanie przewiedzieć utratę masy mózgu i zmiany poznawcze, do których rzeczywiście dochodziło w ciągu 2 lat. O ile okazało się, że tempo zmiany stężenia neurofilamentów jest blisko związane z degradacją mózgu, o tyle korelacja z akumulacją toksycznego amyloidu była już słabiej zaznaczona. Stanowi to poparcie dla twierdzenia, że choć amyloid wyzwala chorobę, degradacja neuronów zachodzi niezależnie. « powrót do artykułu