В новом исследовании, опубликованном в журнале Communications Biology, ученые из Королевского колледжа Лондона (King’s College London) обнаружили, что реагирование организма на изменения питательных веществ на молекулярном уровне играет важную роль в процессе старения.
Актуальность проблемы
Достижения в области медицины и здравоохранения за последнее столетие привели к увеличению продолжительности жизни. Тем не менее, старение все еще сопровождается слабостью и снижением наших мыслительных процессов. Этот уровень снижения сильно различается у людей, и лучшее понимание того, что влияет на эти механизмы старения, могло бы помочь в разработке стратегий для увеличения периода здоровья, который является периодом времени, свободным от изнурительных заболеваний.
Предыдущие исследования показали, что нейральные стволовые клетки (НСК) в гиппокампальной части мозга играют важную роль в ухудшении нашего мыслительного процесса и памяти с течением времени. НСК – это клетки, которые продолжают делиться до тех пор, пока они живы, и либо вырабатывают больше НСК, либо клеток, которые выполняют функции мозга. Поддержание этих НСК важно для памяти и зависит от таких факторов окружающей среды, как диета и физические упражнения, что может объяснить некоторые различия в том, как старение влияет на разных людей. Хотя роль питательных сенсорных путей в старении и поддержании стволовых клеток в головном мозге была исследована на моделях животных, никакие исследования на человеке до сих пор не исследовали роль НСК в гиппокампе.
Цель исследования – выяснить, могут ли сенсорные питательные пути обеспечить молекулярную основу для связи между образом жизни и старением. Эти пути вовлечены в поддержание стволовых клеток, предполагая, что они также могут быть вовлечены во взаимодействие между образом жизни, НСК и памятью.
Материалы и методы обследования
Новое исследование посвящено изучению молекулярных взаимодействий, возникающих в нашей реакции на различные уровни питательных веществ, которые также называются путями восприятия питательных веществ по мере взросления. Исследователи проанализировали молекулярные и генетические механизмы, подвергая человеческие НСК из сыворотки как молодых, так и пожилых людей, а также химическим веществам, действие которых имитирует процесс старения.
Результаты научной работы
Исследователи из Королевского колледжа Лондона показали, что то, как мы реагируем на изменения питательных веществ на молекулярном уровне, играет важную роль в процессе старения, и это определяется некоторыми ключевыми генетическими механизмами.
Используя комбинацию лабораторных методов и анализа данных о памяти людей, рационе питания и уровне физических упражнений, исследователи выявили ряд генов, которые активны в путях восприятия питательных веществ, и продемонстрировали, что эти гены также демонстрируют связь с производительностью в задачах памяти более 2000 человек. Исследователи выявили, что гены ABTB1 и GRB10 влияли на пути восприятия питательных веществ и обнаружили взаимосвязь с памятью.
Применяя новый метод обратной трансляции, который использует лабораторные эксперименты на НСК для информирования анализа эпидемиологических данных, а не наоборот, исследователи показали, что вариации ABTB1 связаны с эффективностью выполнения стандартной задачи памяти. Также ученые обнаружили, что вариация в гене GRB10 является важным игроком в определении связи между средиземноморской диетой и работой памяти. Исследование также выявило взаимодействие между уровнями упражнений и генотипом SIRT1, что привело к различным показателям в задачах памяти.
Результаты исследования показывают, что изменения в образе жизни могут задержать снижение памяти и мышления, но эффективность этих методов зависит от генома каждого человека. Например, соблюдение средиземноморской диеты может быть наиболее полезным для людей с определенной мутацией GRB10, в то время как физические упражнения могут быть лучшим подходом для участников с конкретными вариациями SIRT1. Будущие исследования должны быть направлены на то, чтобы повторить эти выводы в более широком наборе данных, который позволил бы протестировать трехстороннее взаимодействие между диетой, физическими упражнениями и памятью, чтобы получить более полное понимание того, как они взаимосвязаны друг с другом.
Авторы другого исследования заявили, что компьютерная модель помогает понять человеческую память.
