Ако учените можеха да установят конкретна биологична промяна в мозъка ви десетилетия преди появата на симптоми, бихте ли искали да знаете за това? Мозъкът ни не просто остарява, губейки малка и предвидима част от функциите си всяка година.

Подробно проучване на човешкия хипокампус предполага, че някои аспекти от биологията му претърпяват по-драстични промени през средната и по-късната възраст. Изследователите откриват съществени изменения в имунните и поддържащите клетки, както и в начина, по който е организирана ДНК в мозъчните клетки, като една от най-забележимите промени настъпва в периода между 50-ата и 75-ата година. Резултатите от изследването са публикувани в сп. Science.

Тези открития не означават, че мозъкът на всеки човек внезапно се променя на 50-годишна възраст. Те обаче представят по-сложна картина на мозъчното стареене и дават насоки защо възрастта е толкова значим рисков фактор за невродегенеративните заболявания.

Проучването анализира тъкан от човешки хипокампус в различни етапи от живота на възрастния човек, като използва методи за анализ на отделни клетъчни ядра. Хипокампусът играе ключова роля в процесите на учене и памет и е обект на задълбочени изследвания във връзка с болестта на Алцхаймер.

Вместо да усредняват сигналите от цели тъканни участъци, изследователите анализираха генната активност, достъпността на хроматина, метилирането на ДНК и триизмерната архитектура на ДНК в отделни клетъчни типове. Това им позволи да установят модели на стареене, които иначе биха се загубили при усредняването.

Едно от най-изненадващите открития е свързано с микроглията – имунни клетки, които патрулират в мозъка и помагат за поддържането на неговата среда. Между около 50 и 75 години микроглията, произхождаща от ембрионалното развитие, намалява и все повече се замества от клетки, наподобяващи микроглия, получени от кръвни моноцити.

Това оспорва дългогодишното схващане, че оригиналната микроглиална популация на мозъка до голяма степен се запазва за цял живот. Заместващите клетки също показват различни молекулярни характеристики, включително възпалителни характеристики, които изследователите искат да разберат по-добре.

Проучването предполага, че имунният пейзаж на стареещия мозък може да бъде значително преработен през десетилетията, когато невродегенеративният риск започва да нараства. Изследователи установиха значителен, свързан с възрастта спад в броя на хипокампалните астроцити, включително на клетките, участващи в регулирането на комуникацията в синапсите. Те също така наблюдаваха мащабно нарушаване на триизмерната организация на генома при различните типове клетки.

ДНК не се съхранява в ядрото като свободно отпусната нишка. Тя е нагъната в структури, които спомагат за определянето на това кои гени да бъдат активирани или деактивирани. Промените в тази архитектура биха могли да повлияят на начина, по който застаряващите мозъчни клетки реагират на стрес, възпаление и други предизвикателства.

Изследването е с механистичен и описателен характер; то не представлява доказателство, че конкретна клетъчна промяна, настъпваща в средна възраст, причинява деменция. Използваните тъкани са от човешки донори, което придава на резултатите пряко значение за човешката биология, но проучването не позволява проследяване на мозъчните клетки на един и същ човек в продължение на десетилетия.

Изследователите все още не знаят дали тези промени са вредни, компенсаторни или представляват съчетание от двете. Възможно е някои от тях да отразяват адаптацията на мозъка към напредването на възрастта, а не просто процес на дегенерация.

Често говорим за остаряването на мозъка така, сякаш става дума за плавно намаляване на светлината чрез димер. Това изследване предполага, че процесът по-скоро прилича на поредица от биологични преустройства, при които определени системи претърпяват резки промени в конкретни етапи от живота в зряла възраст. Това е от значение, тъй като бъдещите терапии за свързани с възрастта мозъчни заболявания вероятно ще бъдат най-ефективни, ако са насочени към правилния тип клетки в точния етап от процеса на стареене.

Снимка: Unsplash

Виж още: Първият в света плаващ титан се носи по водата, без да губи от прочутата си сила