Het is gemakkelijk om lichaamsvet te belasteren als slechts een laag ongewenste opvulling die stil onder de huid zit. Maar deze cellen zijn verrassend actief. Ze zijn niet alleen opslagcontainers voor energie, maar pompen ook weg een breed scala aan hormonen die interageren met meerdere organen om het metabolisme, de immuunreacties en zelfs de voortplanting te controleren.

Ze zouden ook kunnen reguleren lang leven met een onverwachte partner: het brein.

A nieuwe studie bij muizen werd een ‘telefoonlijn’ gevonden tussen vetweefsel en een groep neuronen in de hypothalamus – een gebied onderaan de hersenen dat fundamentele lichaamsfuncties controleert, zoals temperatuurregulatie en ademhaling.

Als ze jong zijn, signaleren deze neuronen vetweefsel om energie vrij te geven die de hersenen van brandstof voorziet. Met de leeftijd breekt de lijn af. Vetcellen kunnen hun vele rollen niet langer orkestreren, en neuronen hebben moeite om informatie via hun netwerken door te geven.

Met behulp van genetische en chemische methoden vond het team een ​​marker voor deze neuronen: een eiwit genaamd Ppp1r17 (pakkend, ik weet het). Het veranderen van het gedrag van het eiwit bij oude muizen met genetische manipulatie verlengde hun levensduur met ongeveer zeven procent. Voor een gemiddelde levensduur van 76 jaar bij mensen vertaalt de toename zich naar meer dan vijf jaar.

De behandeling veranderde ook de gezondheid van de muizen. Muizen houden van rennen, maar hun kracht neemt af naarmate ze ouder worden. Het reactiveren van de neuronen bij oudere muizen heeft hun motivatie nieuw leven ingeblazen, waardoor ze van bankaardappelen in indrukwekkende joggers zijn veranderd.

“We hebben een manier gedemonstreerd om veroudering te vertragen en de gezonde levensduur bij muizen te verlengen door een belangrijk deel van de hersenen te manipuleren,” zei studieauteur Dr. Shin-ichiro Imai aan de Washington University.

Het brein-lichaam internet

Levensduur is ingewikkeld. Meerdere factoren beïnvloeden hoe snel onze weefsels en organen verouderen, zoals genetische typefouten, ontstekingen, epigenetische veranderingen en metabolische problemen.

Maar er is een rode draad: tientallen jaren onderzoek bij meerdere soorten heeft uitgewezen dat het verminderen van calorieën en het verhogen van de lichaamsbeweging meerdere orgaanfuncties jong houdt naarmate we ouder worden. Veel van de voordelen komen voort uit de interactie tussen de hersenen en het lichaam.

De hersenen bestaan ​​niet in een vat. Hoewel beschermd door een zeer selectieve barrière die alleen bepaalde moleculen binnenlaat, reageren neuronen op bloedbestanddelen die de barrière omzeilen om hun functies te veranderen – bijvoorbeeld door het behouden van leer- en geheugenfuncties op oudere leeftijd.

Recente onderzoeken hebben steeds vaker meerdere communicatiekanalen aangetoond tussen de hersenen en spieren, het skelet en de lever. Na inspanning veranderen eiwitten die door het lichaam vrijkomen bijvoorbeeld de hersenfuncties, waardoor het leervermogen en het geheugen bij ouder wordende muizen worden gestimuleerd en, in sommige gevallen, oudere mensen. Wanneer deze communicatiekanalen uitvallen, veroorzaakt dit gezondheidsproblemen die verband houden met veroudering en beperkt het de levensduur en de gezondheidsspanne (het aantal gezonde jaren).

De verbinding tussen hersenen en lichaam werkt in beide richtingen. Diep verscholen in de basis van de hersenen reguleert de hypothalamus talloze hormonen om lichaamsfuncties te wijzigen. Met zijn hormonale afscheidingen stuurt het hersengebied aanwijzingen naar een breed scala aan organen, waaronder de lever, spieren, darmen en vetweefsel, waardoor hun gedrag met de leeftijd verandert.

De hypothalamus, vaak het ‘controlecentrum van veroudering’ genoemd, is lange tijd een doelwit geweest voor onderzoekers op het gebied van een lang leven.

In 2013 ontdekte een team dat het herprogrammeren van immuunreacties in de hersenregio mogelijk was levensduur verlengen. In hetzelfde jaar ontdekte het team van Imai het activeren van het hersengebied draaide de klok terug bij oudere muizen. Net als jongere leeftijdsgenoten oefenden ze meer, hadden ze een gezondere stofwisseling en hielden ze hun lichaamstemperatuur gemakkelijker op peil in omgevingen buiten hun gebruikelijke comfortzone. Ze sliepen ook beter, en hun hersenen stuurden getrouwe aanwijzingen naar hun spieren, waardoor ze door hun omgeving konden parkouren.

Toch knaagde er een vraag aan het team: waarom werkte het?

Open lijnen

De nieuwe studie zocht naar neuronen in de hypothalamus die vetweefsel verbinden met de hersenen en een lang leven.

Ze richtten zich eerst op een subset van neuronen in de hypothalamus uit een pool waarvan voorheen bekend was dat ze veroudering reguleerden. Deze cellen hebben een hoog gehalte aan een eiwit genaamd Ppp1r17 – feitelijk een marker die hen onderscheidt van alle andere celtypen in de hypothalamus – en reiken ver door de hersenen en tot in het lichaam.

De neuronen “kunnen signalen doorgeven aan een specifiek weefsel en de functie ervan reguleren”, schreef het team. Met andere woorden: ze zouden mogelijk een verbinding tussen hersenen en lichaam tot stand kunnen brengen.

Om de theorie te testen, elimineerde het team Ppp1r17 genetisch in de hypothalamus van drie maanden oude muizen – ongeveer de leeftijd van een tiener. Binnen twee maanden ontploften de beestjes in omvang. Ze begonnen tijdens hun slaap te feesten en voelden niet langer de drang om in hun looprad te rennen – een vroeger favoriet tijdverdrijf.

De veranderingen trokken de aandacht van het team. Het is bekend dat het verminderen van calorieën en lichaamsbeweging de levensduur van laboratoriummuizen en misschien ook bij mensen vergroot.

Met moleculaire analyse ontdekte het team dat neuronen met Ppp1r17 het gedrag van vetcellen veranderden. Het eiwit zweeft rond de kern – de walnootachtige structuur die ons DNA inkapselt – en andere delen van de cel.

Bij jonge muizen zit het in de kern en activeert het een zenuwbaan die de vetweefsels reguleert. Het geeft vetcellen de opdracht om bijvoorbeeld tijdens het sporten energievoorraden vrij te maken en een eiwit naar buiten te pompen dat energie levert in de hersenen. Met de leeftijd breekt de hele lus af. Het eiwit drijft van de kern naar andere delen van het neuron, waardoor de communicatie met vetcellen wordt verbroken.

In een poging om het systeem bij ouder wordende muizen te herstellen, veranderde het team genetisch een ‘shuttle’-eiwit om Ppp1r17 terug naar de kern te transporteren. Deze truc vertraagde de tekenen van veroudering.

Ondertussen werden ook de vetcellen van de muizen verjongd. Ze pompten gemakkelijk een hormoon uit dat cruciaal is voor het gezond houden van de hypothalamus. In plaats van weg te kwijnen op de bank, kozen de muizen voor een rondje rennen in hun wiel. Vergeleken met leeftijdsgenoten van vergelijkbare leeftijd hadden ze een pluizige en glanzende vacht, een teken van jeugd en gezondheid.

De resultaten suggereren dat het terugbrengen van Ppp1r17 naar de kern een muis zelfs op oudere leeftijd gezond houdt. En ‘opmerkelijk genoeg’, schreef het team, leefden de gemanipuleerde muizen ongeveer zeven procent langer dan hun nestgenoten.

Met behulp van een andere technologie die het eiwit specifiek in de kern hield, recapituleerde het team de resultaten. Deze oudere muizen renden ook als de wind, hielden hun vetweefsel in goede staat en ervoeren een langere levensduur vergeleken met hun leeftijdsgenoten.

De studie is de meest recente die de snelwegen tussen het lichaam en de hersenen in kaart brengt in het streven naar een lang leven. Het team onderzoekt verder manieren om de feedbackloop van vet naar hersenen te optimaliseren naarmate we ouder worden.

Krediet van het beeld: Sandy Miller / Unsplash

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://singularityhub.com/2024/01/15/scientists-extend-life-span-in-mice-by-restoring-this-brain-body-connection/