Néhány agyterület megőrzi a fiatalos kapcsolódást az öregedésben
Ez a „gyermeki” képesség felnőttkori megőrzésének képessége potenciálisan hozzájárul ahhoz, hogy új készségeket tanulhassunk és új emlékeket alkothassunk az életkorunk előrehaladtával.
A St. Louis-i Washingtoni Egyetem Orvostudományi Karának és a seattle-i Allen Agytudományi Intézet kutatói az agy különböző régióinak génaktivitási szintjeinek összehasonlításával jutottak el az új eredményekhez.
Meghatározták a felnőtt agyi régiókat, ahol a sejtek közötti új kapcsolatok kiépítéséhez kapcsolódó gének aktivitása magasabb. Ugyanezek a gének nagyon aktívak a fiatal agyakban is, ezért a kutatók ezt a génaktivitási mintát „gyermekinek” nevezték.
"Tudtuk már, hogy a felnőtt emberi agy általában nagyobb aktivitást mutat ezekben a génekben, összehasonlítva más, szorosan rokon fajokkal, beleértve a csimpánzokat és a majmokat is" - mondta Manu S. Goyal első szerző, MD.
"Új eredményeink összekapcsolják ezt a tevékenységet az energiatermelés egy olyan formájával, amelyről ismert, hogy hasznos a biológiai struktúrák felépítésében, például az új idegsejt-ágak, amelyek szükségesek az agyi kapcsolatok hozzáadásához."
A tudósok úgy vélik, hogy az agysejtek közötti új kapcsolatok elősegítik az új emlékek és készségek kódolását jóval azután, hogy az agy növekedése leáll.
A tanulmány a folyóiratban jelent meg Sejtanyagcsere.
Néhány évvel ezelőtt az idősebb szerző, Marcus Raichle, MD, az agy zamatos cukor- és oxigénfogyasztását vizsgálta energia előállítása és más funkciók lehetővé tétele érdekében, amikor észrevette, hogy az agy néhány területe kivételesen magas arányban fogyaszt cukrot.
Kollégáival később megmutatta, hogy ez azért van, mert ezek a régiók aktívan részt vettek egy alternatív energia-előállítási folyamatban, amelyet aerob glikolízisnek hívnak.
"Az aerob glikolízis a rákos sejtek és más gyorsan növekvő sejtek által előidézett cukorfogyasztás egyik formája" - mondta Goyal.
"Ez arra késztetett bennünket, hogy vajon az aerob glikolízist használó agyi régiókban is a legtöbb gyermeki génaktivitás volt-e, nevezetesen azok, amelyek elősegítik az új agysejt-kapcsolatok kialakulását."
Az új tanulmányhoz Raichle együttműködött Michael Hawrylycz-szal, Ph.D.-vel, és létrehozta az Allen Human Brain Atlas-t, egy adatbázist, amely részletezi a gének aktivitását az agy különböző részein és különböző életkorú emberektől.
Amikor a kutatók az atlasz segítségével megvizsgálták a génaktivitást az agyi régiókban, ahol nagy az aerob glikolízis aránya, azt találták, hogy ezeknek a régióknak több gyermeki génaktivitásuk van, mint más agyi régiókban.
Több mint 100 gént azonosítottak, amelyek folyamatosan aktívabbak voltak ezeken a régiókban, mint másokban.
A tanulmány részeként Goyal más tudósok korábbi kutatásainak adatait is elemezte, hogy kimutassa, hogy a kisgyermekeknél az agyban több az aerob glikolízis.
"A felnőtt agyban az aerob glikolízis a teljes cukorfogyasztás körülbelül 10-12 százalékát teszi ki" - mondta.
"Kisgyermekeknél az aerob glikolízis a teljes cukorfelhasználás 30-40% -át teszi ki."
Az aerob glikolízis kevésbé hatékony az energiatermelés szempontjából, mint az oxidatív glikolízis, amely alternatív módszer oxigént és cukrot használ. De a tudósok szerint az előbbi jobb energiaforrás a gyors növekedéshez.
"Még a felnőtteknél is vannak olyan agyrészek, amelyek még mindig gyorsan változnak és alkalmazkodnak, és valószínűleg ezért továbbra is alkalmazzák az aerob glikolízist a felnőtt agyban" - mondta Goyal.
A kutatók most azt vizsgálják, hogy az aerob glikolízist alkalmazó specifikus agysejtek problémái hozzájárulnak-e olyan neurodevelopmentális problémákhoz, mint az autizmus vagy a szellemi retardáció, vagy az olyan neurodegeneratív rendellenességekhez, mint az Alzheimer-kór.
"Egyszer fontos lehet az agyi sérülések és a neurodegeneratív rendellenességek kezelésében az a képesség, hogy támogassák a felnőtt agysejtek anyagcsereszükségleteit új kapcsolatok létrehozására" - magyarázta Goyal. "Nagyon sok munkánk van, de ez érdekes felismerés."
Forrás: Washington Egyetem - St. Louis
