После 50 лет в мозге человека начинаются заметные изменения, которые касаются не только отдельных клеток, но и работы всего генома. Ученые обнаружили перестройки в иммунной системе мозга, ослабление клеток, которые поддерживают защитный барьер вокруг мозга, а также нарушения пространственной организации ДНК. Результаты исследования опубликовали в журнале Science.
Что происходит с мозгом в среднем возрасте
Исследователи предполагают, что эти процессы могут помочь объяснить, почему с возрастом возрастает риск болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
Ученые исследовали отдельные клетки гиппокампа — участка мозга, который играет важную роль в обучении и формировании памяти.
С помощью современных методов анализа клеток исследователи изучили образцы мозговой ткани людей разного возраста. Это позволило проследить, как с годами меняется регуляция генов и организация генома внутри клеток.
Одним из наиболее заметных изменений стал период примерно от 50 до 75 лет. Именно тогда ученые зафиксировали существенные перестройки в работе клеток мозга.
Иммунные клетки мозга меняются
Особое внимание исследователи обратили на микроглию — иммунные клетки, которые помогают поддерживать нормальную работу мозга и защищать его от повреждений.
В возрасте примерно от 50 до 75 лет количество микроглии, которая сформировалась еще во время эмбрионального развития, заметно уменьшалось. Вместо нее все больше появлялось клеток с молекулярными признаками, похожими на иммунные клетки, содержащиеся в крови.
Такие клетки имели более выраженные признаки воспалительных процессов.
Ученые отмечают, что это может быть важно для понимания хронического воспаления в мозге, которое связывают с развитием некоторых нейродегенеративных заболеваний.
В то же время исследование не доказывает, что именно замена клеток микроглии непосредственно вызывает болезнь Альцгеймера.
Защитный барьер мозга также ослабевает
Еще одно изменение касалось клеток, которые помогают поддерживать гематоэнцефалический барьер.
Эта система защищает мозг и ограничивает попадание потенциально вредных веществ из крови в нервную ткань. Исследователи обнаружили существенное уменьшение популяций клеток, связанных с поддержанием этого барьера.
По словам ученых, нарушение нормальной работы микроглии может способствовать накоплению нежелательных веществ и запуску воспалительных процессов. Однако для установления точного механизма необходимы дальнейшие исследования.
ДНК в клетках мозга теряет упорядоченность
Изменения коснулись не только клеток иммунной системы. Ученые также обнаружили ухудшение трехмерной организации генома в разных типах клеток мозга.
ДНК внутри клетки не лежит хаотично. Она имеет сложную пространственную структуру, которая помогает регулировать активность генов — в частности определять, какие из них должны работать, а какие оставаться выключенными.
С возрастом эта организация становилась менее упорядоченной. Исследователи считают, что ухудшение пространственной структуры генома может быть одним из фундаментальных признаков старения мозга.
Старение мозга оказалось сложнее, чем постепенное ухудшение
Полученные результаты свидетельствуют о том, что старение мозга не обязательно происходит как равномерное постепенное ухудшение всех его функций.
Вместо этого одновременно могут изменяться несколько систем — иммунные клетки, сосудистые структуры, нейроны и механизмы регуляции генов.
Исследователи предполагают, что лучшее понимание этих процессов в будущем может помочь определить новые подходы к сохранению работы мозга и его нейронных связей на протяжении жизни.
Исследование является частью масштабного проекта
Работа стала частью десятилетней программы 4D Nucleome, которую финансировал Национальный институт здоровья США. В рамках инициативы с 2015 по 2025 год ученые изучали, как геном организован в пространстве и как его структура меняется со временем.
Ученые надеются, что полученные данные помогут лучше понять связь между возрастными изменениями генома, старением мозга и нейродегенеративными заболеваниями.
Напомним, ученые выяснили, что мозг человека проходит пять ключевых фаз развития от детства до старости.
Больше видео? Не вопрос! Эксклюзивы, интервью, смешные Shorts и не только – скорее на Youtube Вікон. Твой уютный канал!