Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Pigułka zamiast ćwiczeń? Pojedyncze białko wspomaga starzejący się mózg tak, jak ćwiczenia fizyczne

Recommended Posts

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

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nasze badania rzucają wyzwanie przekonaniu, że nasz wiek biologiczny może tylko rosnąć i sugerują, że możliwe jest znalezienie sposobów na spowolnienie biologicznego starzenia się lub nawet częściowe obniżenie wieku biologicznego, mówi doktor Vadim Gladyshev z Wydziału Genetyki Brigham and Women’s Hospital. Tamtejsi naukowy zauważyli, że pod wpływem stresu u ludzi i u myszy dochodzi do przyspieszenia biologicznego starzenia się, jednak gdy stres ustępuje, markery wieku często wracają do poprzedniego poziomu.
      Wydaje się więc, że nasz wiek biologiczny jest elastyczny, w przeciwieństwie do wieku chronologicznego, którego zmienić nie możemy. Wiek biologiczny to stan naszych komórek i tkanek, na który wpływają choroby, styl życia, środowisko naturalne i wiele innych czynników.
      Tradycyjnie uważa się, że wiek biologiczny może tylko rosnąć, ale my wysunęliśmy hipotezę, że jest on bardziej elastyczny. Poważny stres powoduje, że nasz wiek biologiczny rośnie szybciej, jednak gdy stres jest krótkotrwały, można odwrócić skutki biologicznego starzenia się, stwierdza główny autor badań, doktor Jesse Poganik z Brigham and Women’s Hospital.
      Naukowcy pobrali próbki od pacjentów, którzy znajdowali się w sytuacjach poważnego stresu. W jednym z eksperymentów udział wzięły starsze osoby, które czekała pilna operacja. Poganik i jego zespół pobrali próbki krwi bezpośrednio przed operacją, kilka dni po niej oraz podczas wypisu ze szpitala. Podobne próbki pobrano od ciężarnych myszy i ludzi na wczesnym oraz późnym etapie ciąży i po urodzeniu. W trzeciej z analiz pod uwagę brano próbki krwi osób, które z powodu ciężkiego przebiegu COVID-19 zostały przyjęte na oddział intensywnej opieki medycznej. W ich przypadku próbki pobierano przy przyjęciu i przez cały pobyt w szpitalu.
      W pobranej krwi naukowcy oznaczali poziom metylacji DNA. To molekularne zmiany wskazujące na ryzyko chorób i zgonu. Metoda taka jest powszechnie przyjęta podczas badań nad starzeniem się.
      We wszystkich opisanych przypadkach wiek biologiczny wzrósł w sytuacji stresowej, ale przestawał rosnąć, gdy stres ustąpił. U pacjentów, których czekała pilna operacja z powodu złamania szyjki kości udowej, wiek biologiczny powrócił do normy w ciągu 4–7 dni po operacji. Co interesujące, wzorca takiego nie zauważono u osób, które były operowane z innych powodów niż traumatyczne uszkodzenia ciała.
      W przypadku ciężarnych ludzi i myszy zauważono ten sam wzorzec – wiek biologiczny rósł w czasie ciąży, osiągał punkt szczytowy około porodu, a następnie powracał do normy. Z kolei u osób, które trafiły na OIOM z powodu COVID-19 zaobserwowane inny wzorzec. U kobiet opuszczających OIOM wiek biologiczny częściowo wracał do normy, ale u mężczyzn nie dochodziło do takiej zmiany.
      Naukowcy zauważyli też, że – po ustąpieniu sytuacji stresowej – nie wszyscy badani powracali do poprzedniego wieku biologicznego w takim samym tempie czy w takim samym stopniu. To zaś otwiera olbrzymie pole do badań w przyszłości. Możemy się z nich dowiedzieć jak i dlaczego wiek biologiczny rośnie w sytuacjach stresowych oraz w jaki sposób można ten trend odwrócić.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W przypadku robaków, much i myszy ograniczenie ilości przyjmowanych kalorii spowalnia proces starzenia się i wydłuża czas życia w zdrowiu. Celem naszych badań było sprawdzenie, czy ograniczenie kalorii wydłuża ludzkie życie, stwierdził profesor Daniel Belsky z Columbia University. Uczony wraz z zespołem brał udział w II etapie randomizowanych kontrolowanych badań CALERIE. To pierwszy długoterminowy test, podczas którego sprawdzano jak ograniczenie ilości spożywanych kalorii wpływa na zdrowe osoby o prawidłowej masie ciała.
      W trwających 2 lata badaniach wzięło udział 220 osób, z których część spożywała standardową dietę, a część dietę, w której ilość kalorii ograniczono o 25%. Przed rozpoczęciem testu oraz po 12 i 24 miesiącach jego trwania badanym pobrano krew i zbadano ją pod kątem metylacji DNA. Ludzie żyją na tyle długo, że niepraktycznym byłoby czekanie do czasu pojawienia się chorób spowodowanych starzeniem się czy porównywanie liczby zgonów. Dlatego też oparliśmy się na markerach biologicznych wskazujących na tempo starzenia się, wyjaśnia Belsky.
      Naukowcy wzięli pod uwagę trzy wskaźniki, z których dwa  pierwsze informują o wieku biologicznym, a trzeci pokazuje tempo zmiany wieku.
      Z badań wynika, że ograniczenie ilości spożywanych kalorii spowalnia tempo starzenia się o 2–3 procent. Wcześniej prowadzone badania wskazują też, że zmniejszenie liczby kalorii przekłada się na od 10 do 15 procent mniejsze ryzyko zgonu. Daje więc podobne korzyści jak rzucenie palenia. Belsky i jego zespół chcą kontynuować swoje badania, by sprawdzić, czy mniejsze spożycie kalorii przełoży się również na lepszy stan zdrowia.
      Jednocześnie naukowcy przypominają, że ograniczenie ilości kalorii nie dla wszystkich jest wskazane. Wyniki badań zostały zaprezentowane na łamach Nature Aging.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowo odkryta struktura w mózgu może być zaangażowana w rozwój takich chorób jak stwardnienie rozsiane, choroba Alzheimera czy infekcje centralnego układu nerwowego, mówią naukowcy z Uniwersytetów w Rochester i Kopenhadze. Nowa warstwa oponowa, nazwana przez odkrywców SLYM (subarachnoidal lymphatic-like membrane) działa zarówno jak warstwa ochronna, jak i miejsce, z którego komórki układu odpornościowego monitorują mózg pod kątem infekcji i stanów zapalnych.
      Odkrycie nowej struktury anatomicznej, która oddziela i pomaga w przepływie płynu mózgowo-rdzeniowego do i wokół mózgu, pozwala nam w większym stopniu docenić rolę, jaką płyn ten odgrywa nie tylko w usuwaniu toksyn, ale również we wspieraniu ochrony immunologicznej, mówi doktor Maiken Nedergaard. W opublikowanym artykule naukowcy zauważają, że coraz więcej dowodów wskazuje, że płyn mózgowo-rdzeniowy działa jak układ kwazi-limfatyczny centralnego układu nerwowego. Dodają jednak, że mimo postępów technik obrazowania, wciąż nie wiemy dokładnie, jak płyn ten jest transportowany w mózgu.
      Autorzy badań skupili się na oponach mózgowo-rdzeniowych. Składają się one z trzech warstw: opony twardej, opony pajęczej oraz opony miękkiej. Badaliśmy, jak zorganizowany jest ruch płynu mózgowo-rdzeniowego i komórek układu odpornościowego w przestrzeni podpajęczynówkowej u myszy i ludzi, stwierdzają. Wtedy odkryli istnienie SLYM, która dzieli przestrzeń podpajęczynówkową. SLYM to mezotelium, błona, która otacza i chroni wiele organów wewnętrznych. Zawiera ona też komórki odpornościowe. Profesor Kjeld Møllgård, główny autor badań, wysunął hipotezę, że może się ona znajdować też w centralnym układzie nerwowym. A gdy ją teraz odkrył, wraz z zespołem postanowił odpowiedzieć na pytanie czy SLYM jest nieprzepuszczalną błoną rozdzielającą przestrzeń podpajęczynówkową.
      Szczegółowe analizy wykazały, że SLYM jest niezwykle cienka i delikatna, ma grubość od 1 do kilku komórek. Jest cieńsza od opony twardej. Uczeni wykorzystali techniki śledzenia molekuł o różnych rozmiarach i odkryli, że przez SLYM mogą się przedostać tylko bardzo małe molekuły. Wydaje się, że błona ta rozdziela „czysty” i „brudny” płyn mózgowo-rdzeniowy. SLYM rozdziela przestrzeń podpajęczynówkową na część górną oraz dolną dla roztworów z molekułami o masie ≥ 3 kDa (kilodaltonów). Innymi słowy SLYM ogranicza przepływ większość peptydów i protein – takich jak amyloid beta i tau – pomiędzy górną a dolną częścią przestrzeni podpajęczynówkowej, stwierdzają naukowcy.
      Badania sugerują, że SLYM odgrywa rolę w układzie glimfatycznym, który kontroluje przepływ płynu mózgowo-rdzeniowego, umożliwiając napływ „czystego” płynu i jednoczesne wymywanie toksyn z centralnego układu nerwowego. SLYM może odgrywać też ważną rolę ochronną. Centralny układ nerwowy posiada własną populację komórek odpornościowych i jest chroniony przed napływem z zewnątrz tego typu komórek. Ponadto wydaje się, że SLYM posiada własną populację komórek odpornościowych, skanujących płyn mózgowo-rdzeniowy pod kątem oznak infekcji.
      Odkrycie nowej błony otwiera drzwi do badań jej roli w chorobach mózgu. Naukowcy zauważyli, że w procesie starzenia się oraz w przypadku pojawienia się stanu zapalnego, na błonie tej dochodzi do nagromadzenie większej i bardziej zróżnicowanej populacji komórek odpornościowych. Wykazaliśmy, że w wyniku ostrego stanu zapalnego i w procesie naturalnego starzenia się dochodzi do znacznego wzrostu liczby i różnorodności komórek odpornościowych w SLYM. Natomiast fizyczne uszkodzenie SLYM może, poprzez zmianę wzorca przepływu płynu mózgowo-rdzeniowego, wyjaśniać zarówno wydłużony okres nieprawidłowego przepływu glimfatycznego, jak i zwiększone ryzyko rozwoju choroby Alzheimera w wyniku urazu, stwierdzają naukowcy.
      Badania sugerują, że nieprawidłowe funkcjonowanie SLYM może mieć wpływ na pojawienie się lub przebieg tak zróżnicowanych chorób jak stwardnienie rozsiane czy choroba Alzheimera.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Badacze z Tufts University postanowili poszukać związków chemicznych, które spowalniałyby postępy choroby Alzheimera. W laboratorium na hodowlach komórek z alzheimerem przetestowali 21 związków, sprawdzając ich wpływ na formowanie się blaszek β-amyloidowych. Blaszki takie odkładają się w mózgach osób cierpiących na alzheimera.
      Naukowcy odkryli, że dwa powszechnie dostępne związki – katechiny z zielonej herbaty oraz obecny w czerwonym winie i innych produktach resweratrol – zmniejszają formowanie się blaszek w komórkach mózgu. Uczeni stwierdzili jednocześnie, że skutku uboczne – o ile w ogóle występują – są minimalne. Wyniki badań opublikowano na łamach Free Radical Biology and Medicine.
      Wspomniane związki najpierw przetestowano na uproszczonym modelu, a następnie te najbardziej obiecujące testowano z wykorzystaniem trójwymiarowego modelu tkanki nerwowej. Model taki buduje się z jedwabnej gąbki na którą nanoszone są komórki ludzkiej skóry. Komórki te przeprogramowuje się metodami inżynierii genetycznej tak, by zmieniały się z progenitorowe komórki macierzyste układu nerwowego. Przeprogramowane komórki namnażają się na gąbce, dzięki czemu powstaje trójwymiarowy sieć neuronów, podobna do tej znajdujące się w mózgu.
      Już przed kilkoma miesiącami naukowcy z Tufts wykazali, że blaszki β-amyloidu odkładają się pod wpływem wirusa opryszczki. Część badanych środków spowalniała tworzenie się złogów β-amyloidu dzięki swojemu działaniu antywirusowemu. Jednak naukowcy chcieli znaleźć te związki, które działają niezależnie od obecności wirusa.
      Wstępne badania pokazały, że 5 z testowanych związków ma silny wpływ na formowanie się blaszek, a jednocześnie nie wykazuje właściwości przeciwwirusowych. Obok katechin i resweratrolu są to kurkumina z ostryżu długiego, lek przeciwcukrzycowy Metformina oraz citikolina. Po zbadaniu skutków ubocznych i efektywności okazało się, że najlepsze są katechiny i resweratrol.
      Główna autorka badań, Dana Cairns, przypomina, że zaobserwowanie jakichś skutków w laboratorium nie oznacza, że będą one występowały też w organizmie.  Niektóre związki nie są w stanie przekroczyć bariery krew-mózg, więc nie mogą zapobiegać tworzeniu się blaszek, inne mogą charakteryzować się niską biodostępnością, zatem nie będą łatwo przenikały do krwi.
      Dokonane odkrycie może być mimo to znaczące, gdyż katechiny i resweratrol są łatwo dostępne i bezpieczne. Być może zainteresują się nimi producenci leków i, na przykład, rozpoczną nad nimi prace w celu zwiększenia ich biodostępności czy możliwości przenikania przez barierę krew-mózg.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      U osób w wieku ponad 80 lat, które zachowały świetną pamięć, neurony w korze śródwęchowej – odpowiedzialnej za procesy związane z pamięcią – są znacząco większe niż u ich rówieśników, osób na wczesnych etapach choroby Alzheimera, a nawet niż u osób o 20–30 lat młodszych. Takie wnioski płynął z przeprowadzonych po śmierci badań mózgów tzw. superstaruszków.
      Zaobserwowanie, że u superstaruszków występują większe neurony niż u znacznie młodszych ludzi, wskazuje, iż były one już obecne w momencie narodzin i zachowały swoją strukturę przez całe życie. Sądzimy, że posiadanie większych neuronów to sygnał, że człowiek będzie superstaruszkiem, mówi główna autorka badań, profesor psychiatrii Tamar Gefen z Northwestern University.
      Gefen i jej zespół od lat prowadzą badania nad tzw. superstaruszkami, osobami w wieku powyżej 80. roku życia, których pamięć pracuje równie sprawnie jak osób młodszych o co najmniej 30 lat. Część z badanych zgodziła się oddać po śmierci swoje mózgi do szczegółowej analizy. Aby zrozumieć jak i dlaczego ludzie mogą być odporni na chorobę Alzheimera, musimy przeprowadzić sekcje mózgów superstaruszków. Chcemy dowiedzieć się, co czyni ich mózgi wyjątkowymi oraz jak możemy wykorzystać ich cechy, bo pomóc starszym osobom bronić się przed chorobą Alzheimera, mówi Gefen. Naukowcy skupili się na korze węchowej, gdyż jest ona powiązana z funkcjami pamięci i jest to jedno z pierwszych miejsc w mózgu, w których rozwija się alzheimer.
      Kora węchowa składa się z sześciu warstw neuronów ułożonych jedna na drugiej. Szczególnie interesująca jest Warstwa II, która odbiera informacji z innych centrów pamięci i jest kluczowym elementem całego układu pamięci.
      Naukowcy mieli do dyspozycji sześć mózgów superstaruszków, których średni wiek wynosił 91 lat, mózgi siedmiu przeciętnych starszych osób, sześciu młodych osób oraz pięciu osób z wczesnym etapem alzheimera. Skupili się na pomiarach rozmiarów neuronów w Warstwie II kory węchowej oraz poszukiwali w nich splątków białek tau, które są charakterystyczne dla alzheimera.
      Z nieznanych dotychczas powodów kora węchowa jest szczególnie podatna na formowanie się splątków tau zarówno podczas normalnego procesu starzenia się, jak i w czasie rozwoju choroby Alzheimera. Wykazaliśmy, że kurczenie się neuronów w korze węchowej osób cierpiących na alzheimera to prawdopodobnie cecha charakterystyczna choroby. Podejrzewamy, że proces ten ma coś wspólnego z tworzeniem się splątków białek tau i prowadzi do pogorszenia pamięci u osób starszych, mówi Gefen. Uczona dodaje, że konieczne są dalsze badania nad mechanizmami, które pozwalają superstaruszkom zachować neurony w dobrym zdrowiu. Które z czynników – chemiczne, metaboliczne czy genetyczne – powodują, że ich komórki nerwowe są tak odporne?, pyta.
      Pytania takie są jak najbardziej zasadne. Z badań, opublikowanych na łamach Journal of Neuroscience, wynika bowiem, że neurony kory węchowej superstaruszków są o 10% większe niż neurony ich rówieśników i o 5% większe niż neurony osób o 40 lat młodszych. Ponadto w neuronach superstaruszków znaleziono znacznie mniej splątków tau niż w neuronach rówieśników.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...