Після 50 років у мозку людини починаються помітні зміни, які стосуються не лише окремих клітин, а й роботи всього геному. Вчені виявили перебудови в імунній системі мозку, ослаблення клітин, що підтримують захисний бар’єр навколо мозку, а також порушення просторової організації ДНК. Результати дослідження опублікували в журналі Science.
Що відбувається з мозком у середньому віці
Дослідники припускають, що ці процеси можуть допомогти пояснити, чому з віком зростає ризик хвороби Альцгеймера та інших нейродегенеративних захворювань.
Науковці досліджували окремі клітини гіпокампа — ділянки мозку, яка відіграє важливу роль у навчанні та формуванні пам’яті.
За допомогою сучасних методів аналізу клітин дослідники вивчили зразки мозкової тканини людей різного віку. Це дозволило простежити, як із роками змінюється регуляція генів та організація геному всередині клітин.
Однією з найбільш помітних змін став період приблизно від 50 до 75 років. Саме тоді вчені зафіксували суттєві перебудови в роботі клітин мозку.
Імунні клітини мозку змінюються
Особливу увагу дослідники звернули на мікроглію — імунні клітини, які допомагають підтримувати нормальну роботу мозку та захищати його від пошкоджень.
У віці приблизно від 50 до 75 років кількість мікроглії, яка сформувалася ще під час ембріонального розвитку, помітно зменшувалася. Натомість її дедалі більше замінювали клітини з молекулярними ознаками, схожими на імунні клітини, що містяться в крові.
Такі клітини мали більш виражені ознаки запальних процесів.
Вчені зазначають, що це може бути важливим для розуміння хронічного запалення в мозку, яке пов’язують із розвитком деяких нейродегенеративних захворювань.
Водночас дослідження не доводить, що саме заміна клітин мікроглії безпосередньо спричиняє хворобу Альцгеймера.
Захисний бар’єр мозку також слабшає
Ще одна зміна стосувалася клітин, які допомагають підтримувати гематоенцефалічний бар’єр.
Ця система захищає мозок і обмежує потрапляння потенційно шкідливих речовин із крові до нервової тканини. Дослідники виявили суттєве зменшення популяцій клітин, пов’язаних із підтриманням цього бар’єра.
За словами вчених, порушення нормальної роботи мікроглії може сприяти накопиченню небажаних речовин і запуску запальних процесів. Однак для встановлення точного механізму потрібні подальші дослідження.
ДНК у клітинах мозку втрачає впорядкованість
Зміни торкнулися не лише клітин імунної системи. Вчені також виявили погіршення тривимірної організації геному в різних типах клітин мозку.
ДНК усередині клітини не лежить хаотично. Вона має складну просторову структуру, яка допомагає регулювати активність генів — зокрема визначати, які з них повинні працювати, а які залишатися вимкненими.
З віком ця організація ставала менш упорядкованою. Дослідники вважають, що погіршення просторової структури геному може бути однією з фундаментальних ознак старіння мозку.
Старіння мозку виявилося складнішим, ніж поступове погіршення
Отримані результати свідчать, що старіння мозку не обов’язково відбувається як рівномірне поступове погіршення всіх його функцій.
Натомість одночасно можуть змінюватися кілька систем — імунні клітини, судинні структури, нейрони та механізми регуляції генів.
Дослідники припускають, що краще розуміння цих процесів у майбутньому може допомогти визначити нові підходи до збереження роботи мозку та його нейронних зв’язків протягом життя.
Дослідження є частиною масштабного проєкту
Робота стала частиною десятирічної програми 4D Nucleome, яку фінансував Національний інститут здоров’я США. У межах ініціативи з 2015 до 2025 року науковці вивчали, як геном організований у просторі та як його структура змінюється з часом.
Науковці сподіваються, що отримані дані допоможуть краще зрозуміти зв’язок між віковими змінами геному, старінням мозку та нейродегенеративними захворюваннями.
Нагадаємо, вчені з’ясували, що мозок людини проходить п’ять ключових фаз розвитку від дитинства до старості.
Більше відео? Ексклюзиви, інтерв’ю, смішні шортси і не лише – зазирай на Youtube Вікон. З нами затишно!