Aktiviti Otak Berlebihan Berkaitan dengan Jangka hayat yang lebih pendek

Video:

Aktiviti saraf otak - lama terlibat dalam gangguan mulai dari demensia hingga epilepsi - juga berperanan dalam berapa lama kita hidup.

Kajian yang diketuai oleh saintis di Institut Blavatnik di Harvard Medical School dan berdasarkan penemuan otak manusia, tikus, dan cacing, menunjukkan bahawa aktiviti berlebihan di otak dikaitkan dengan jangka hayat yang lebih pendek, sementara menekan terlalu banyak aktiviti dapat memperpanjang umur.

Aktiviti saraf merujuk kepada arus elektrik dan pemancaran berterusan di otak. Aktiviti berlebihan, atau kegembiraan, dapat muncul dalam banyak cara, dari kekejangan otot hingga perubahan mood atau pemikiran, menurut para penyelidik.

"Aspek penemuan kami yang menarik adalah bahawa sesuatu yang sementara seperti keadaan aktiviti rangkaian saraf boleh membawa akibat yang besar bagi fisiologi dan jangka hayat," kata penulis kanan kajian Dr. Bruce Yankner, seorang profesor genetik dan pengarah bersama Pusat Paul F. Glenn untuk Biologi Penuaan.

Pengujaan saraf nampaknya bertindak di sepanjang rangkaian peristiwa molekul yang terkenal mempengaruhi umur panjang - jalur isyarat insulin dan faktor pertumbuhan insulin (IGF), para penyelidik menjelaskan.

Kunci dalam lata isyarat ini adalah protein yang disebut REST, yang sebelumnya ditunjukkan oleh penyelidik di Yankner Lab untuk melindungi otak penuaan dari demensia dan tekanan lain.

Hasil kajian boleh membawa kepada reka bentuk terapi baru untuk keadaan yang melibatkan aktiviti berlebihan saraf, seperti penyakit Alzheimer dan gangguan bipolar, kata para penyelidik.

Penemuan ini juga meningkatkan kemungkinan bahawa ubat-ubatan tertentu, seperti ubat-ubatan yang menargetkan REST, atau tingkah laku tertentu, seperti meditasi, dapat memperpanjang jangka hayat dengan memodulasi aktiviti saraf, kata mereka.

Variasi manusia dalam aktiviti saraf mungkin mempunyai sebab genetik dan persekitaran, yang akan membuka jalan masa depan untuk campur tangan terapeutik, tambah Yankner.

Para penyelidik memulakan penyelidikan mereka dengan menganalisis corak ekspresi gen - sejauh mana pelbagai gen dihidupkan dan dimatikan - dalam tisu otak yang disumbangkan dari ratusan orang yang meninggal pada usia antara 60 hingga lebih dari 100.

Maklumat itu dikumpulkan melalui tiga kajian penyelidikan berasingan pada orang dewasa yang lebih tua. Mereka yang dianalisis dalam kajian ini secara kognitif utuh, yang bermaksud mereka tidak mengalami demensia, kata para penyelidik.

Para penyelidik segera melihat perbezaan ketara antara peserta kajian yang lebih tua dan lebih muda, kata Yankner. Orang yang paling lama hidup - mereka yang berusia lebih dari 85 tahun - mempunyai ekspresi gen yang lebih rendah yang berkaitan dengan pengujaan saraf daripada mereka yang meninggal antara usia 60 dan 80 tahun.

Selanjutnya muncul pertanyaan yang dihadapi oleh semua saintis: Hubungan atau sebab? Adakah perbezaan eksitasi neural ini berlaku di samping faktor yang lebih penting yang menentukan jangka hayat atau tahap pengujaan secara langsung mempengaruhi umur panjang? Sekiranya demikian, bagaimana?

Untuk menjawab persoalan ini, para penyelidik melakukan percubaan, termasuk ujian biologi genetik, sel, dan molekul dalam model organisma Caenorhabditis elegans, analisis tikus yang diubah secara genetik, dan analisis tisu otak tambahan orang yang hidup selama lebih dari satu abad.

Eksperimen ini menunjukkan bahawa mengubah eksitasi saraf memang mempengaruhi jangka hayat dan menerangi apa yang mungkin terjadi pada tahap molekul, kata para penyelidik, dengan memperhatikan semua tanda yang menunjukkan protein REST.

REST, yang diketahui mengatur gen, juga menekan pengujaan saraf, para penyelidik mendapati.

Menyekat REST atau yang setara dengan haiwan menyebabkan aktiviti saraf yang lebih tinggi dan kematian lebih awal, sementara meningkatkan REST melakukan sebaliknya.

Para penyelidik juga mendapati bahawa orang yang berumur hingga 100 tahun dan lebih jauh mempunyai REST yang lebih besar di inti sel otak mereka daripada orang yang meninggal pada usia 70-an atau 80-an.

"Sangat mengasyikkan untuk melihat bagaimana semua bukti yang berbeza ini bersatu," kata pengarang kajian Dr. Monica Colaiácovo, seorang profesor genetik di Sekolah Perubatan Harvard, yang makmalnya bekerjasama dalam kerja C. elegans.

Para penyelidik mendapati bahawa dari cacing hingga mamalia, REST menekan ekspresi gen yang secara terpusat terlibat dalam pengujaan saraf, seperti saluran ion, reseptor neurotransmitter, dan komponen struktur sinapsis.

Pengujaan yang lebih rendah mengaktifkan sekumpulan protein yang dikenali sebagai faktor transkripsi forkhead. Protein ini telah terbukti memediasi "jalur umur panjang" melalui isyarat insulin / IGF pada banyak haiwan. Ini adalah jalan yang sama yang dipercayai para saintis dapat diaktifkan dengan pembatasan kalori, menurut para penyelidik.

Sebagai tambahan kepada peranannya yang muncul dalam mencegah neurodegenerasi, penemuan peranan REST dalam umur panjang memberikan motivasi tambahan untuk mengembangkan ubat-ubatan yang menargetkan protein, kata para penyelidik.

Walaupun memerlukan banyak masa dan banyak ujian untuk menentukan sama ada rawatan sedemikian dapat mengurangkan rangsangan saraf, mendorong penuaan yang sihat, atau memperpanjang jangka hayat, konsep ini telah memikat beberapa penyelidik.

"Kemungkinan bahawa dapat mengaktifkan REST akan mengurangkan aktiviti saraf yang menggembirakan dan penuaan yang lambat pada manusia sangat menarik," kata Colaiácovo.

Kajian ini diterbitkan di Alam semula jadi.

Sumber: Sekolah Perubatan Harvard