Είναι εύκολο να προσβάλεις το σωματικό λίπος ως απλώς ένα στρώμα ανεπιθύμητης επένδυσης που κάθεται αθόρυβα κάτω από το δέρμα. Αλλά αυτά τα κύτταρα είναι εκπληκτικά ενεργά. Πέρα από το ότι είναι δοχεία αποθήκευσης ενέργειας, αντλούν ένα ευρύ φάσμα ορμονών που αλληλεπιδρούν με πολλά όργανα για τον έλεγχο του μεταβολισμού, των ανοσολογικών αποκρίσεων και ακόμη και της αναπαραγωγής.

Θα μπορούσαν επίσης να ρυθμίσουν μακροβιότητα με έναν απρόσμενο σύντροφο: τον εγκέφαλο.

A νέα μελέτη σε ποντίκια βρέθηκε μια «τηλεφωνική γραμμή» μεταξύ λιπώδους ιστού και μιας ομάδας νευρώνων μέσα στον υποθάλαμο - μια περιοχή στο κάτω μέρος του εγκεφάλου που ελέγχει βασικές σωματικές λειτουργίες όπως η ρύθμιση της θερμοκρασίας και η αναπνοή.

Όταν είναι νέοι, αυτοί οι νευρώνες δίνουν σήμα στους λιπώδεις ιστούς να απελευθερώσουν ενέργεια που τροφοδοτεί τον εγκέφαλο. Με την ηλικία, η γραμμή χαλάει. Τα λιποκύτταρα δεν μπορούν πλέον να ενορχηστρώσουν τους πολλούς ρόλους τους και οι νευρώνες αγωνίζονται να περάσουν πληροφορίες στα δίκτυά τους.

Χρησιμοποιώντας γενετικές και χημικές μεθόδους, η ομάδα βρήκε έναν δείκτη για αυτούς τους νευρώνες - μια πρωτεΐνη που ονομάζεται Ppp1r17 (πιασάρικο, ξέρω). Η αλλαγή της συμπεριφοράς της πρωτεΐνης σε ηλικιωμένα ποντίκια με γενετική μηχανική επέκτεινε τη διάρκεια ζωής τους κατά περίπου επτά τοις εκατό. Για μια μέση διάρκεια ζωής 76 ετών στον άνθρωπο, η αύξηση μεταφράζεται σε περισσότερα από πέντε χρόνια.

Η θεραπεία άλλαξε επίσης την υγεία των ποντικών. Τα ποντίκια λατρεύουν να τρέχουν, αλλά το σθένος τους πέφτει κατακόρυφα με την ηλικία. Η επανενεργοποίηση των νευρώνων σε ηλικιωμένα ποντίκια αναζωογόνησε τα κίνητρά τους, μετατρέποντάς τους από καναπέ σε εντυπωσιακούς τζόγκερ.

«Δείξαμε έναν τρόπο καθυστέρησης της γήρανσης και παράτασης της υγιούς ζωής σε ποντίκια χειραγωγώντας ένα σημαντικό μέρος του εγκεφάλου». είπε συγγραφέας της μελέτης Δρ. Shin-ichiro Imai στο Πανεπιστήμιο της Ουάσιγκτον.

Διαδίκτυο εγκεφάλου-σώματος

Η μακροζωία είναι περίπλοκη. Πολλοί παράγοντες επηρεάζουν το πόσο γρήγορα γερνούν οι ιστοί και τα όργανά μας, όπως γενετικά τυπογραφικά λάθη, φλεγμονές, επιγενετικές αλλαγές και μεταβολικά προβλήματα.

Αλλά υπάρχει μια γενική γραμμή: Δεκαετίες εργασίας σε πολλά είδη έχουν βρει ότι η μείωση των θερμίδων και η αύξηση της άσκησης διατηρούν νέες λειτουργίες πολλαπλών οργάνων καθώς γερνάμε. Πολλά από τα οφέλη προέρχονται από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ του εγκεφάλου και του σώματος.

Ο εγκέφαλος δεν υπάρχει σε μια δεξαμενή. Αν και προστατεύονται από ένα πολύ επιλεκτικό φράγμα που αφήνει μόνο ορισμένα μόρια να εισέλθουν, οι νευρώνες αντιδρούν σε συστατικά του αίματος που παρακάμπτουν το φράγμα για να αλλάξουν τις λειτουργίες τους - για παράδειγμα, διατηρώντας τις λειτουργίες μάθησης και μνήμης σε μεγάλη ηλικία.

Πρόσφατες μελέτες έχουν εντοπίσει ολοένα και περισσότερο πολλαπλά κανάλια επικοινωνίας μεταξύ του εγκεφάλου και των μυών, του σκελετού και του ήπατος. Μετά την άσκηση, για παράδειγμα, οι πρωτεΐνες που απελευθερώνονται από το σώμα αλλάζουν τις εγκεφαλικές λειτουργίες, ενισχύοντας τη μάθηση και τη μνήμη σε γηρασμένα ποντίκια και, σε ορισμένες περιπτώσεις, ηλικιωμένοι άνθρωποι. Όταν αυτά τα κανάλια επικοινωνίας καταρρέουν, προκαλεί προβλήματα υγείας που σχετίζονται με τη γήρανση και περιορίζει τη διάρκεια ζωής και την υγεία (ο αριθμός των υγιών ετών).

Η σύνδεση εγκεφάλου-σώματος λειτουργεί αμφίδρομα. Χωρισμένος βαθιά στη βάση του εγκεφάλου, ο υποθάλαμος ρυθμίζει μυριάδες ορμόνες για να τροποποιήσει τις σωματικές λειτουργίες. Με τις ορμονικές της εκκρίσεις, η περιοχή του εγκεφάλου στέλνει οδηγίες σε ένα ευρύ φάσμα οργάνων, συμπεριλαμβανομένων του ήπατος, των μυών, των εντέρων και του λιπώδους ιστού, αλλάζοντας τη συμπεριφορά τους με την ηλικία.

Συχνά αποκαλούμενος το «κέντρο ελέγχου της γήρανσης», ο υποθάλαμος αποτελεί εδώ και καιρό στόχο για τους ερευνητές της μακροζωίας.

Το 2013, μια ομάδα ανακάλυψε ότι ο επαναπρογραμματισμός των ανοσολογικών αποκρίσεων στην περιοχή του εγκεφάλου θα μπορούσε αύξηση της διάρκειας ζωής. Την ίδια χρονιά, η ομάδα του Imai βρήκε ενεργοποίηση της περιοχής του εγκεφάλου γύρισε πίσω το ρολόι σε ηλικιωμένα ποντίκια. Όπως οι νεότεροι συνομήλικοι, ασκούνταν περισσότερο, είχαν πιο υγιή μεταβολισμό και διατηρούσαν τη θερμοκρασία του σώματός τους πιο εύκολα σε περιβάλλοντα έξω από τη συνήθη ζώνη άνεσής τους. Κοιμήθηκαν επίσης καλύτερα και ο εγκέφαλός τους έστελνε πιστές οδηγίες στους μύες τους, αφήνοντάς τους να παρκάρουν στο περιβάλλον τους.

Ωστόσο, ένα ερώτημα ροκάνισε την ομάδα: Γιατί λειτούργησε;

Ανοιχτές Γραμμές

Η νέα μελέτη κυνήγησε νευρώνες στον υποθάλαμο που συνδέουν τους λιπώδεις ιστούς με τον εγκέφαλο και τη μακροζωία.

Αρχικά μηδενίστηκαν σε ένα υποσύνολο νευρώνων μέσα στον υποθάλαμο από μια δεξαμενή που προηγουμένως ήταν γνωστό ότι ρυθμίζει τη γήρανση. Αυτά τα κύτταρα έχουν υψηλό επίπεδο μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται Ppp1r17 - βασικά, ένας δείκτης που τα διαφοροποιεί από όλους τους άλλους τύπους κυττάρων στον υποθάλαμο - και φτάνουν πολύ στον εγκέφαλο και στο σώμα.

Οι νευρώνες «μπορούν να δίνουν σήμα σε έναν συγκεκριμένο ιστό και να ρυθμίζουν τη λειτουργία του», έγραψε η ομάδα. Με άλλα λόγια, θα μπορούσαν ενδεχομένως να δημιουργήσουν μια σύνδεση εγκεφάλου-σώματος.

Για να ελέγξει τη θεωρία, η ομάδα εξάλειψε γενετικά το Ppp1r17 στον υποθάλαμο ποντικών τριών μηνών - περίπου στην ηλικία ενός εφήβου. Μέσα σε δύο μήνες, τα πλάσματα ανατινάχτηκαν σε μέγεθος. Άρχισαν να κάνουν γλέντι κατά τη διάρκεια του ύπνου και δεν ένιωθαν πλέον την επιθυμία να τρέξουν στον τροχό τους - μια προηγούμενη αγαπημένη ασχολία.

Οι αλλαγές τράβηξαν τα βλέμματα της ομάδας. Η μείωση των θερμίδων και η άσκηση είναι γνωστό ότι αυξάνουν τη διάρκεια της υγείας στα ποντίκια εργαστηρίου και ίσως και στους ανθρώπους.

Με μοριακή ανάλυση, η ομάδα διαπίστωσε ότι οι νευρώνες με Ppp1r17 άλλαξαν τον τρόπο συμπεριφοράς των λιποκυττάρων. Η πρωτεΐνη επιπλέει τόσο γύρω από τον πυρήνα - τη δομή που μοιάζει με καρύδι που ενθυλακώνει το DNA μας - όσο και γύρω από άλλα μέρη του κυττάρου.

Στα νεαρά ποντίκια, κάθεται μέσα στον πυρήνα και ενεργοποιεί έναν νευρικό δρόμο που ρυθμίζει τους λιπώδεις ιστούς. Κατευθύνει τα λιπώδη κύτταρα να απελευθερώσουν αποθέματα ενέργειας κατά τη διάρκεια της άσκησης, για παράδειγμα, και να αντλήσουν μια πρωτεΐνη που παρέχει ενέργεια στον εγκέφαλο. Με την ηλικία, ολόκληρος ο βρόχος καταρρέει. Η πρωτεΐνη παρασύρεται από τον πυρήνα σε άλλα μέρη του νευρώνα, καλύπτοντας τις επικοινωνίες με τα λιπώδη κύτταρα.

Σε μια προσπάθεια να αποκαταστήσει το σύστημα σε γηρασμένα ποντίκια, η ομάδα άλλαξε γενετικά μια πρωτεΐνη «σαΐτας» για να μεταφέρει το Ppp1r17 πίσω στον πυρήνα. Αυτό το κόλπο επιβράδυνε τα σημάδια γήρανσης.

Εν τω μεταξύ, τα λιποκύτταρα των ποντικών αναζωογονήθηκαν επίσης. Έδωσαν εύκολα μια ορμόνη που είναι κρίσιμη για τη διατήρηση της υγείας του υποθαλάμου. Αντί να μαραζώνουν στον καναπέ, τα ποντίκια επέλεξαν να τρέξουν στον τροχό τους. Σε σύγκριση με συνομήλικους με παρόμοια ηλικία, είχαν αφράτη και γυαλιστερή γούνα, σημάδι νεότητας και υγείας.

Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν ότι η μετακίνηση του Ppp1r17 πίσω στον πυρήνα διατηρεί ένα ποντίκι υγιές ακόμα και σε μεγάλη ηλικία. Και «παραδόξως», έγραψε η ομάδα, τα κατασκευασμένα ποντίκια ζούσαν περισσότερο από τα συγγενή τους κατά περίπου επτά τοις εκατό.

Χρησιμοποιώντας μια άλλη τεχνολογία που διατηρούσε ειδικά την πρωτεΐνη μέσα στον πυρήνα, η ομάδα ανακεφαλαίωσε τα αποτελέσματα. Αυτά τα ηλικιωμένα ποντίκια έτρεχαν επίσης σαν τον άνεμο, διατήρησαν τους λιπώδεις ιστούς τους σε κατάσταση λειτουργίας και είχαν αυξημένη διάρκεια ζωής σε σύγκριση με τους συνομηλίκους τους.

Η μελέτη είναι η πιο πρόσφατη που χαρτογραφεί αυτοκινητόδρομους μεταξύ σώματος και εγκεφάλου για την επιδίωξη της μακροζωίας. Η ομάδα διερευνά περαιτέρω τρόπους βελτιστοποίησης του βρόχου ανάδρασης από λίπος προς εγκέφαλο καθώς μεγαλώνουμε.

Image Credit: Σάντι Μίλαρ / Unsplash

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://singularityhub.com/2024/01/15/scientists-extend-life-span-in-mice-by-restoring-this-brain-body-connection/