Az élet meghosszabbítása a kalóriabevitel vagy az inzulinaktivitás csökkentésével befolyásolja a kognitív képességeket. Féreg. És kétfelé. Öt tagú csapat, a rangos Princeton Egyetem (USA) Coleen Murphy vezetésével jelentette be ezt a Nyilvános Tudományos Biológiai Könyvtárban. A cikk első szerzője kollégája, Amanda Kauffman volt.

hosszú

"A hosszú élettartamú kutatások azt feltételezték, hogy a hosszabb életű szervezetek hosszabb ideig megőrzik a fiziológiai funkciókat. Úgy tűnik, hogy át kell gondolnunk. Az életkor meghosszabbításának különböző mechanizmusai előnyösek lehetnek egyes funkciók számára, másoknak pedig károsak lehetnek, ezért a helyes terápiás megközelítésnek egynél több élettartamra kell összpontosítania. szabályozó "- mondta Coleen Murphy.

Kollégáival tanulmányozták a kalóriabevitel csökkentésének a fonálférgek Caenorhabditis elegans, a biológia egyik mintaszervezete kognitív funkcióira gyakorolt ​​hatását. Megállapították, hogy a fonálféreg "étrendje" megzavarta a korai felnőttkor hosszú távú emlékét. Meglepő módon azonban az emlékezetük nem romlott az életkor előrehaladtával. Ez arra utal, hogy a kalóriabevitel csökkentése véd a fokozatos memóriavesztés ellen.

Egy másik kísérletben mutáns fonálférgeket használtak, amelyek lehetővé tették az inzulinaktivitás csökkentésének hatásának külön értékelését. Kiderült, hogy bár ezek a fonálférgek korai felnőttkorban nem rontották a hosszú távú memóriát, és az életkor előrehaladtával megtartották képességüket a jobb tanulásra, végső soron nem voltak megvédve a hosszú távú memória romlásától.

A Caenorhabditis elegans-t az öregedés és a hosszú élettartam tanulmányozásában használják egyszerű idegrendszere, rövid várható élettartama (két-három hét) és az a tény miatt, hogy számos öregedési jelet mutat, amely más organizmusokban, beleértve az embereket is megfigyelhető, például csökkent mozgékonyság és izomgyengeség. Emellett mutánsai akár feleannyi ideig is élnek, ami lehetővé teszi a hosszú élettartam molekuláris és genetikai mechanizmusainak felkutatását.

Az öregedés rontja a fonálférgek kognitív funkcióját, mint az embereknél gyakran előfordul? És ha igen, akkor ez vonatkozik-e az említett hosszú életű mutánsokra is? De hogyan lehet értékelni a tanulás és a memória keresésének képességét? Coleen Murphy csapatának tagjait Ivan Pavlov orosz fiziológus híres kísérletei ihlették, aki megtanította a kutyákat arra, hogy az ételt csengő hangjával társítsák. A fonálférgek hasonlóan megtanulták társítani az ételt - baktériumokat - egy vegyszerrel, a butanonnal. Egyébként taszítja a fonálférgeket, de a tudósok butanon jelenlétében etették őket, így "szimatolása" után neki indultak.

A fiatal fonálférgek egyetlen félórás edzés után butanonba költöztek, de csak kevesebb mint két órán át emlékeztek rá. Hét edzés után legalább 16 órára beíródott a hosszú távú memóriájukba (az embereknél ez azt jelentené, hogy három-hat évre emlékezzünk). A memória 24 órán belül felére csökkent, és a fonálférgek 40 órán belül teljesen megfeledkeztek a butanonról.

A férgek rövid életük elején, már a felnőttkor második napján, viszonylag korán elkezdték elveszíteni az információ tanulásának és tárolásának képességét. A felnőttkor negyedik napjára a hosszú távú emlékek teljesen megszűntek kialakulni. Collen Murphy és kollégái a normál fonálférgekről hosszú életű mutánsokra váltottak. A daf-2 mutáns fonálféreg gyengített inzulinaktivitással rendelkezik. Ez a gén szabályozza a túlélést, a stresszel szembeni ellenállást és a mobilitás fenntartását. Emberi megfelelője szabályozza az öregedést. Az újabb mutációval rendelkező férgek viszont nehezen táplálkoztak. Az étrendről kiderült, hogy minden eddig vizsgált szervezet - fonálférgek, egerek és majmok - életét meghosszabbítja. Nyilvánvaló, hogy nemcsak az elhízás egészségügyi szövődményeinek megelőzéséről van szó, hanem az öregedés gátlásáról is.

Bár a "diétás" fiatal mutánsok megtartották normális rövid távú memóriájukat, a hosszú távú memóriájuk súlyosan károsodott, emlékeik 24 órán belül eltűntek, szemben a normál fonálférgek 40 órájával. A korral azonban a hosszú távú memóriájuk, bármennyire is gyenge, nem romlott. Hosszú távú emlékeket alkottak a felnőttkor negyedik napján, amikor a normális férgek teljesen elvesztették ezt a képességüket.

Ezzel szemben a csökkent inzulinaktivitású fiatal mutánsoknak háromszor hosszabb (hat órás) rövid távú memóriájuk volt, mint a normál fonálférgeknek, a hosszú távú memóriák pedig jóval 40 óránál hosszabbak voltak a normál fonálférgeknél. A normál fonálférgeknél jóval hosszabb ideig megőrizték tanulási képességüket is. A hosszú távú emlékek kialakításának képessége azonban ugyanolyan gyorsan gyengült, mint a normál fonálférgeknél, a felnőttkor negyedik napján ezt már nem tudták megtenni.

Coleen Murphy csapata ezeknek a különbségeknek a kiváltó okát a test CREB fehérjetermelésének (a ciklikus adenozin-foszfát rövidítése) mértékére vezette vissza. A CREB kötődik a DNS-hez és szabályozza a génaktivitást. Megállapították, hogy a CREB kulcsfontosságú a fonálférgek hosszú távú emlékeihez, de a rövid távú memória nem igényli. Ez megerősíti más tudósok korábbi eredményeit, amelyek szerint szükséges például a tengeri csigák, a gyümölcslegyek és az emlősök hosszú távú emlékezéséhez.
A különböző élethosszabbító tényezők, vagyis a szervezet élete során, pozitívan és negatívan is jelentősen eltérő hatást gyakorolnak a kognitív funkciókra. Coleen Murphy ezért rámutat, hogy egyszerre optimista és óvatos abban, hogy ezeket a mechanizmusokat alkalmazza az életkor előrehaladtával történő memóriavesztés megelőzésére, így az emberek életének meghosszabbítása az egészséges agy fenntartását is jelenti.

"Optimista vagyok abban, hogy a Caenorhabditis elegans hosszú élettartamának mechanizmusai megmaradtak a magasabb rendű organizmusokban, és ésszerű meggyőződésünk, hogy ezek hasonló hatással lehetnek a várható élettartamra és a kognitív funkciókra. Ezek az eredmények azonban arra is utalnak, hogy az élet meghosszabbításának nem minden módja jó a kognitív funkciók számára "- mondta.

Kollégáival azt tervezik, hogy átvizsgálják az emberi testben aktív vegyszereket, hogy lássák, befolyásolják-e az életkor előrehaladtával a fonálféreg kognitív károsodását. Ha igen, azok, amelyek legalább lelassítják, ha már nem erősítik közvetlenül a kognitív képességeket, az új gyógyszerek alapjává válhatnak. A probléma megoldásának orvosi súlyossága az átlagos várható élettartam növekedésével gyorsan növekszik. A kutatók szerint az öregedés még legalább két évtizeddel megnőhet. De mi van akkor, ha az egészséges agyat nem tartják meg egyszerre?


A képen Coleen Murphy (egy monitorra mutatva) laboratóriumának néhány tagjával, mellette társszerző Jessica Landis.


A bal oldali képen olyan fonálférgek láthatók, amelyeken még nem végeztek edzést az étel és a butanon kombinálására, amelynek egy cseppjét a tudósok a petri-csésze jobb oldalára tették. Jobb fonálférgek edzés után, összegyűlve a hozzáadott butanon körül.

Források: Nyilvános Tudománybiológiai Könyvtár, 2010.5.18. A Princetoni Egyetem közleménye, 2010. május 19