Добрата комуникация между невроните в мозъка и мастната тъкан може да забави стареенето

През последните години учените откриха доказателства, че качеството на комуникацията между човешките органи определя скоростта на стареене. Когато механизмите функционират нормално, всички системи също работят добре. С напредването на възрастта обаче тези механизми за предаване на информация се забавят и органите не получават молекулните и електрически сигнали, от които имат нужда, за да функционират.

Ново проучване на учени от медицинското училище на Вашингтонския университет в Сейнт Луис сочи, че връзките между мозъка и бялата мастна тъкан на лабораторни мишки е от ключово значение за производството на енергия в тялото. Заключението на екипа е, че постепенното влошаване обмена на информация може да увеличи риска от здравословни проблеми, свързани със стареенето. Ако бъде намерен начин за запазване качеството на комуникация между мозъка и бялата мастна тъкан, е възможно да се забавят и ефектите от стареенето.

>>> Активирането на гена FOXM1 може да предпази от преждевременно стареене

Сигнали за освобождаване на енергия от мастната тъкан

Експертите установяват, че когато са в активно състояние, специфични неврони в хипоталамуса на мозъка изпращат сигнали до мастната тъкан да освободи енергия. С помощта на генетични и молекулни методи те изследват мишки, които са модифицирани така, че комуникационните пътища между мозъка и мастната тъкан да останат постоянно отворени след достигането на определена възраст. Оказва се, че те запазват физическата си активност по-дълго и проявяват по-слаби признаци на стареене от онези, при които комуникацията се влошава вследствие на стареенето.

За първи път учени успяват да удължат живота на бозайник

„Открихме начин, по който бихме могли да забавим стареенето и да удължим продължителността на живота на мишки, като нанесем някои промени в така важния хипоталамус. Това е голям успех, тъй като досега подобни опити за удължаване на живота са правени само върху просто устроени организми като червеи и плодови мушици, но никога върху бозайници“, пояснява старши авторът Шин-ичиро Имай, професор от катедрата по биология на развитието към Вашингтонския университет.

Ролята на неврона Ppp1r17

Специфичните неврони, които проследяват експертите, са разположени в част от мозъка, наречена дорсомедиален хипоталамус, и произвеждат ключовия протеин Ppp1r17. Когато в ядрото на неврона има наличие на Ppp1r17, той е активен и стимулира симпатиковата нервна система, която контролира реакцията „бий се или бягай“.

Известно е, че тази реакция влияе върху различни части от тялото. Тя може например да ускори сърдечния ритъм или да забави храносмилането. От настоящото изследване става ясно, че същите неврони в хипоталамуса активират други неврони, които се намират в бялата мастна тъкан – вид тъкан под кожата и в коремната област.

Когато се активира, бялата мастна тъкан започва да освобождава в кръвта мастни киселини, благодарение на които поддържаме физическата си активност*, както и друг важен протеин – ензима eNAMPT. Той се връща обратно в хипоталамуса и осигурява на мозъка нужното за всички негови функции гориво.

Описаният механизъм на комуникация е от първостепенна важност за производството на енергия в тялото и мозъка. За съжаление, с напредването на възрастта изпращането на сигнали между невроните се забавя. Учените забелязват, че стареенето принуждава протеин Ppp1r17 да напусне ядрото на неврона, което води до отслабване на сигналите, изпращани от невроните в хипоталамуса.

До какво води влошаването на комуникацията между хипоталамуса и бялата мастна тъкан

Слабата активност на сигнализацията причинява постепенно свиване на бялата мастна тъкан и разреждане на иначе гъстата мрежа от свързващи нерви. Мастната тъкан спира да получава големия брой сигнали за освобождаване на мастни киселини и ензим eNAMPT, което пък е предпоставка за мастни натрупвания, напълняване и недостиг на енергия за нормалното изпълнение на функциите в мозъка и тъканите.

Изследователите откриват, че когато прилагат генетични методи за задържане на протеина Ppp1r17 в ядрото на невроните в хипоталамуса, старите мишки са по-жизнени и живеят по-дълго, отколкото мишките на същата възраст от контролната група.

7% по-дълга продължителност на лабораторните мишки

Средната продължителност на живота на лабораторна мишка е 900 до 1000 дни, или две години и половина. Животните от контролната група в изследването умират до хилядния ден, докато онези, които са били подложени на генетични модификации, живеят 60-70 дни по-дълго, тоест продължителността на живота им се е удължила с около 7%. Ако приемем за средна продължителност на човешкия живот 75 години, то 7% биха означавали допълнителни 5 години живот. Лабораторните мишки не само живеят по-дълго, но и са по-активни и имат по-лъскава козина, което не е обичайно предвид напредналата им възраст.

>>> Как ограничаването на калориите забавя стареенето на мозъка и увеличава продължителността на живота

Антистарееща терапия с допълнителен прием на ензима eNAMPT?

Имай и колегите му продължават да проучват начините, по които биха могли да съхранят добрата комуникация между хипоталамуса и мастната тъкан. Един от експерименталните методи включва прием на ензима eNAMPT, произвеждан от мастната тъкан, който се връща в мозъка и подава гориво за работата на хипоталамуса. След като се освободи от мастната тъкан в кръвта, eNAMPT се съхранява в извънклетъчно сакче, което експертите могат да изолират.

Имай допълва: „Не изключвам възможността в бъдеще да се появи антистарееща терапия, която да включва допълнителен прием на ензим eNAMPT под някаква форма. Продължаваме да търсим начини да поддържаме обмяната на сигнали между мозъка и мастната тъкан, което би означавало по-добро здраве в напреднала възраст и по-дълъг живот.“ 

* Kyohei Tokizane et al, DMHPpp1r17 neurons regulate aging and lifespan in mice through hypothalamic-adipose inter-tissue communication, Cell Metabolism, 2024.