מדענים מגלים כיצד ההיפותלמוס של המוח שולט בהזדקנות ומצליח להאט אותה

: By ריצ'רד פארגר, אוניברסיטת ברייטון

תודה על הביקור InnerSelf.com, איפה הם 20,000 + מאמרים משנים חיים המקדמים "עמדות חדשות ואפשרויות חדשות". כל המאמרים מתורגמים ל 30 + שפות. הירשם למגזין InnerSelf, המתפרסם מדי שבוע, ולהשראה היומית של מארי טי ראסל. מגזין InnerSelf פורסם מאז 1985.

לשבור

תאי גזע עצביים שהושתלו למוח עכבר, כאן מתפתחים לנוירונים. ירוי סאן, תמונות וולקאם, CC BY-SA

אם אתה לא מעשן אז גורם הסיכון העיקרי שלך למות הוא כנראה הגיל שלך. הסיבה לכך היא שכמעט ביטלנו את התמותה בתחילת חיינו, בזכות ההתקדמות במדע והנדסה. אך למרות התקדמות זו, עדיין לא בדקנו כיצד לחסל את ההשפעות המזיקות של ההזדקנות עצמה.

עכשיו מחקר חדש בעכברים, פורסם ב- Nature, מגלה שתאי גזע (סוג של תא שיכול להתפתח לסוגים רבים אחרים) באזור ספציפי במוח מווסתים את ההזדקנות. הצוות אף הצליח להאט את מהירות ההזדקנות על ידי השתלה או מחיקה של תאי גזע באזור.

ההזדקנות מהווה אתגר חשוב עבור החברה. עד 2050 יהיו כמה זקנים (גיל 65+) כמו ילדים (מתחת לגיל 15) על כדור הארץ בפעם הראשונה. שינוי זה בא לידי ביטוי ב מתח חסר תקדים על מערכות הבריאות והטיפול החברתי שלנו. ההבנה כיצד אנו יכולים לשמור על עצמנו במצב בריאותי טוב ככל שאנו מתבגרים הופכת לחשובה יותר ויותר.

המנגנונים השומרים על בריאות אורגניזמים הם יחסית מעטים ונשמרים בין המינים, מה שאומר שאנחנו יכולים ללמוד הרבה עליהם על ידי לימוד בעלי חיים כגון עכברים. בין החשובים ביותר הם תאי הזדקנות - תאים לא תפקודיים שנבנים ככל שאנו מתבגרים וגורמים נזק לרקמות - דלקת כרונית ותשישות של תאי גזע. מחשבים שמנגנונים אלה מחוברים ברמת התא והרקמה. כמו בטבעת של דומינו, נפילה בכל מקום יכולה לגרום להתמוטטות קטסטרופלית.

תאים נעלמים

החוקרים שעומדים מאחורי המאמר החדש בחנו את היפותלמוס העכבר, אותו אנו מכירים כבר זמן מה שולט בהזדקנות. מבנה שקדים זה במרכז המוח מקשר בין מערכות העצבים והאנדוקריניות (הורמונים). ההיפותלמוס מסייע בוויסות צרכים והתנהגויות בסיסיים רבים כולל רעב, שינה, פחד ותוקפנות. במוח האנושי התחלת התנהגויות היא בדרך כלל מורכבת, אך אם אתה בורח בבהלה עיוורת או מוצא את עצמך בזעם בוער, אז ההיפותלמוס שלך נמצא באופן זמני במושב הנהיגה.

הצוות בחן קבוצה מיוחדת של תאי גזע בתוך ההיפותלמוס ופיקח על מה שקרה להם כקבוצות של עכברים בגילאים. עכברים חיים בדרך כלל כשנתיים אך הם גילו כי תאים אלה החלו להיעלם בכ- 11 חודשים. עד 22 חודשים הם נעלמו לחלוטין. קצב אובדן תאי הגזע בקורלציה הדוקה עם שינויי הזדקנות בבעלי החיים, כגון ירידות בלמידה, זיכרון, חברותיות, סיבולת שרירים וביצועים אתלטיים.

אך מתאם אינו אומר סיבתיות. כדי לברר אם הירידה גורמת לשינויי הזדקנות אלה, הם מחקו תאי גזע באמצעות נגיף מהונדס במיוחד שרצח אותם רק בנוכחות התרופה גנציקלוביר. בעכברים בני 15 חודשים שקיבלו שילוב תרופתי זה השמידו 70% מתאי הגזע ההיפותלמיים שלהם. הם הציגו סימני הזדקנות בטרם עת ומתו כ- 200 יום קודם לכן כתוצאה מכך. זה משמעותי שכן עכברים חיים רק כ- 730 יום.

הקבוצה גם שתלה תאי גזע בהיפותלמוס מעכברים שזה עתה נולדו לחיות בגיל העמידה. במקרה זה, בעלי החיים הפכו לחברתיים יותר, ביצעו ביצועים טובים יותר מבחינה קוגניטיבית וחיו כ- 200 יום יותר ממה שהיה להם.

ניסויים אלה גם סיפקו רמזים לאופן בו תאי הגזע ההיפותלמיים אבדו מלכתחילה. ההשתלה עבדה רק כאשר תאי הגזע עברו הנדסה גנטית כדי להיות עמידים בפני דלקת. נראה שככל שבעלי החיים מזדקנים, הדלקת הכרונית בדרגה נמוכה בהיפותלמוס גדלה.

דלקת זו נגרמת ככל הנראה על ידי הצטברות של תאי הזדקנות או מסביב נוירונים הנכנסים למצב דמוי הזדקנות. דלקת הורגת את תאי הגזע ההיפותלמיים מכיוון שהם הרגישים ביותר לנזק. זה משבש את תפקוד ההיפותלמוס עם השפעות דפיקות בכל האורגניזם. וכך הדומינו נופל.

סם נעורים?

המטרה הסופית של מחקר ההזדקנות היא זיהוי יעדי תרופות או התערבויות באורח החיים המשפרים את בריאות האדם בשלב מאוחר יותר. אמנם מדובר במחקר בעכברים, אך אם נוכל להראות כי אותם מנגנונים משחקים בבני אדם, אולי נוכל יום אחד להשתמש בטכניקה דומה לשיפור הבריאות בהמשך החיים. אך זו נותרה דרך ארוכה בעתיד.

התערבויות אחרות, כמו הסרת תאי הזדקנות, משפרות גם את הבריאות, מאריך את החיים עד 180 יום בעכברים. השלב ההגיוני הבא הוא לראות אם התערבויות אלה "נערמות".

המחקר מראה גם כי תאי גזע בהיפותלמוס משפיעים על השפעות משמעותיות באמצעות הפרשת מירנה, השולטים בהיבטים רבים של תפקוד התאים. MiRNAs הם RNAים קצרים ולא מקודדים - מולקולה שהיא פשוטה יותר מאשר DNA אך יכולה גם לקודד מידע. כאשר מירנה סופקה לבד לעכברים חסרי תאי גזע, הם למעשה הראו שיפורים דומים לאלה שקיבלו טיפול בתאי גזע.

מסירת מירנה כתרופות עדיין בחיתוליה אך המחקר מציע מסלולים פוטנציאליים לחידוש ההיפותלמוס שנמנע מתאי גזע: מניעת אובדן מלכתחילה על ידי שליטה בדלקת. ניתן להשיג זאת באמצעות פיתוח תרופות ההורגות תאי הזדקנות או שימוש בתרכובות אנטי דלקתיות.

המחקר חשוב מכיוון שהוא מדגים באלגנטיות כיצד מתקשרים מנגנוני בריאות שונים. עם זאת, חסרון אחד הוא שרק עכברים זכרים שימשו. ידוע היטב כי מבנה ההיפותלמוס שונה במידה ניכרת בין המינים. סמים ומוטציות המאריכים את תוחלת החיים מופיעים בדרך כלל בצורה ניכרת עוצמה שונה בין גברים לנקבות.

בין אם בני אדם יוכלו אי פעם לחיות באופן משמעותי יותר מהזרם אורך חיים מרבי של 125 שנה קשה לדעת. אך נראה כי המחסום הגדול ביותר לחיים מאוחרים יותר בריאים אינו עוד קצב ההתקדמות אלא המהירות בה אנו יכולים להפוך את הידע ההולך וגדל שלנו על הביולוגיה של ההזדקנות לתרופות ולעצות אורח חיים.