Nowy „przełącznik starzenia” odkryty w mózgu? Badanie wskazuje na kluczową rolę białka menina i D-seryny

Naukowcy z Xiamen University w Chinach zidentyfikowali białko, które może odgrywać kluczową rolę w regulacji procesu starzenia organizmu. Wyniki badania, opublikowanego w czasopiśmie PLOS Biology, sugerują, że spadek poziomu białka menina w podwzgórzu prowadzi do nasilenia procesów zapalnych, pogorszenia funkcji poznawczych oraz wielu zmian charakterystycznych dla starzenia.

Co więcej, przywrócenie jego poziomu u starszych myszy odwróciło część tych niekorzystnych zmian.

Podwzgórze jako centrum kontroli starzenia

Rola podwzgórza znajduje się obecnie w centrum uwagi badaczy zajmujących się biologią starzenia. Rosnąca liczba dowodów naukowych sugeruje, że struktura ta odpowiada za systemową koordynację procesów starzenia. Wynika to z jej nadrzędnej funkcji regulacyjnej, obejmującej metabolizm, gospodarkę hormonalną, termoregulację, sen oraz reakcję stresową organizmu. Analizy wykazały, że wraz z wiekiem poziom meniny znacząco obniża się w neuronach jądra brzuszno-przyśrodkowego podwzgórza (VMH), natomiast nie obserwuje się podobnych zmian w komórkach glejowych, takich jak astrocyty czy mikroglej.

Niedobór meniny przyspiesza proces starzenia

Aby ocenić znaczenie tego białka, naukowcy stworzyli model myszy z obniżoną aktywnością meniny. Zwierzęta wykazywały przyspieszone oznaki starzenia, obejmujące zwiększony stan zapalny mózgu, pogorszenie pamięci i zdolności uczenia się, zaburzenia równowagi, zmniejszenie gęstości mineralnej kości, ścieńczenie skóry oraz skrócenie długości życia.

Zdaniem autorów wyniki te wskazują, że białko pełni funkcję naturalnego czynnika chroniącego organizm przed procesami związanymi ze starzeniem.

Przywrócenie odpowiedniego poziomu meniny częściowo cofnęło zmiany starcze

W kolejnym etapie badania naukowcy podali gen kodujący meninę bezpośrednio do podwzgórza 20-miesięcznych myszy, odpowiadających późnemu wiekowi i ludzi.

Już po 30 dniach od terapii zaobserwowano poprawę pamięci i zdolności uczenia się, lepszą koordynację ruchową, zwiększenie gęstości kości oraz pogrubienie skóry. Wyniki sugerują, że odbudowa poziomu meniny może częściowo odwracać zmiany związane z procesem starzenia.

D-seryna poprawiła funkcje poznawcze

Jednym z najciekawszych odkryć badania było powiązanie meniny z produkcją D-seryny, aminokwasu pełniącego jednocześnie funkcję neuroprzekaźnika. D-seryna odgrywa istotną rolę w przekazywaniu sygnałów pomiędzy neuronami, plastyczności synaptycznej oraz procesach uczenia się i pamięci.

Badacze wykazali, że spadek poziomu meniny prowadzi do zmniejszenia aktywności enzymu odpowiedzialnego za syntezę D-seryny, czego efektem jest obniżenie jej stężenia w hipokampie, strukturze mózgu kluczowej dla tworzenia pamięci.

Suplementacja D-seryną przez 3 tygodnie poprawiła funkcje poznawcze u starszych myszy. Nie wpłynęła jednak na inne wskaźniki starzenie, takie jak gęstość kości czy grubość skóry, co sugeruje, że menina oddziałuje na proces starzenie poprzez wiele wzajemnych powiązanych szlaków biologicznych.

Potencjał terapeutyczny wymaga potwierdzenia

Jak podkreślają autorzy, menina może stanowić ważne ogniwo łączące mechanizmy genetyczne, metaboliczne i zapalne odpowiedzialne za starzenie organizmu. Wyniki badania wpisują się w rosnącą liczbę doniesień wskazujących, że proces starzenia jest aktywnie regulowany przez mózg, a nie wyłącznie konsekwencją stopniowego zużywania się tkanek.

Badacze zwracają jednak uwagę, że wszystkie eksperymenty przeprowadzono na modelu zwierzęcym. Nie wiadomo jeszcze, czy podobne mechanizmy występują u ludzi oraz czy zwiększanie poziomu meniny lub suplementacja D-seryną mogłyby bezpiecznie spowalniać proces starzenia lub poprawiać funkcje poznawcze.

Odpowiedź na te pytania będą mogły przynieść dopiero przyszłe badania kliniczne.

Choć odkrycie jest na wczesnym etapie rozwoju, stanowi kolejny ważny krok w kierunku lepszego zrozumienia biologii starzenia i może w przyszłości przyczynić się do opracowania nowych strategii zapobiegania pogorszeniu funkcji poznawczych oraz chorobom związanym z wiekiem.