Tic-tac, tic-tac... Un mecanism care controlează îmbătrânirea printr-o numărătoare inversă până la inevitabila moarte a fost descoperit în hipotalamus – o parte a creierului care controlează cele mai multe dintre funcţiile de bază ale vieţii.
Mecanismul cerebral care controlează îmbătrânirea a fost descoperit şi chiar manipulat pentru a scurta sau lungi durata vieţii şoarecilor
Prin manipularea acestui mecanism, oamenii de ştiinţă au reuşit atât să scurteze, cât şi să prelungească viaţa şoarecilor. Descoperirea dezvăluie noi obiective în domeniul medicamentelor, care chiar dacă nu vor fi tocmai elixirul tinereţii, vor putea întârzia instalarea îmbătrânirii şi a bolilor legate de aceasta.
Hipotalamusul este un ”maestru păpuşar” de dimensiunea unei migdale, care se află în creier. ”El are un efect global”, spune Dongsheng Cai de la Colegiul de Medicină Albert Einstein, din New York. Situat în vârful trunchiului cerebral, acesta este o interfaţă între creier şi restul corpului şi este implicat, printre altele, în controlarea reacţiei noastre automate la lumea înconjurătoare, a nivelului hormonal, a ciclurilor somn-veghe, a imunităţii şi a reproducerii.
Ştiai că?
Una dintre funcţiile hipotalamusului este controlul temperaturii corpului (termoreglare). Hipotalamusul se comportă precum un “termostat”, remarcând schimbările temperaturii corporale și trimiţând apoi semnale pentru a o ajusta. Spre exemplu, dacă vă este prea cald, hipotalamusul detectează acest lucru şi apoi trimite un impuls pentru a se dilate capilarele. Acest lucru face ca sângele să se răcească mai rapid. Hipotalamusul controlează de asemenea glanda pituitară.
În timp ce analizau procesul îmbătrânirii creierului, Cai şi colegii săi au observat că şoarecii care îmbătrânesc produc niveluri ridicate de factor kB (NF-kB) – un complex de proteine care joacă un rol major în reglementarea reacţiilor imunitare. Acest factor NF-kB abia dacă este activ în hipotalamusul şoarecilor în vârstă de 3, 4 luni, dar devine foarte activ la şoarecii bătrâni, în vârstă de 22 până la 24 de luni.
Pentru a observa dacă este posibil să afecteze îmbătrânirea prin manipularea nivelurilor acestui complex de proteine, echipa lui Cai a testat trei grupuri de şoareci de vârstă mijlocie. Unui grup i s-a administrat o terapie genetică care inhibă factorul NF-kB, celui de al doilea grup o terapie care activează acest factor, în timp ce cel de al treilea grup a fost lăsat să îmbătrânească în mod natural.
Ultimul grup a trăit, cât era de aşteptat, între 600 şi 1000 de zile. Şoarecii cu factorul NF-kB activat au murit în 900 de zile, în timp ce grupul cu factorul NF-kB inhibat a trăit 1.100 de zile.
Extrem de important este faptul că şoarecii care au trăit cel mai mult nu numai că şi-au îmbunătăţit rata de viaţă, dar au rămas fizic şi mental în formă pentru mult mai mult timp. Şase luni după administrarea terapiei genetice, toţi şoarecii au fost supuşi la o serie de teste care vizau capacităţile cognitive şi abilităţile fizice.
În toate aceste teste, şoarecii care au trăit cel mai mult au depăşit recordurile la teste în timp ce grupul celor care a trăit cel mai puţin a avut cele mai slabe rezultate.
Examinările post-mortem ale muşchilor şi oaselor rozătoarelor care au trăit cel mai mult au arătat, de asemenea, că acestea aveau multe dintre calităţile chimice şi fizice ale şoarecilor mult mai tineri.
Cercetările ulterioare au dezvăluit că factorul NF-kB reduce nivelul unei chimicale produse de hipotalamus, numită hormonul de eliberare a gonadotropinei (GnRH), cunoscut mai mult pentru rolul său în reglementarea pubertăţii şi a fertilităţii şi a producerii de ovule şi spermă.
Pentru a vedea dacă pot controla durata vieţii folosind acest hormon, echipa a administrat unui alt grup de şoareci – în vârstă de 20 până la 24 de luni – injecţii subcutanate cu GnRH, timp de opt săptămâni. Şi aceşti şoareci au trăit mai mult, viaţa lor fiind prelungită pe o durată similară cu cea a şoarecilor cu factorul NF-kB inhibat.
Injecţiile cu GnRH au avut ca rezultat apariţia unor noi neuroni în creier. Mai mult decât atât, atunci când GnRH era injectat direct în hipotalamus, acesta influenţa şi alte regiuni ale creierului, inversând declinul rezultat din procesul de îmbătrânire şi venind astfel în sprijinul ideii că hipotalamusul poate fi centrul de comandă pentru multe procese ale îmbătrânirii.
Injecţiile cu GnRH au întârziat chiar şi îmbătrânirea la şoarecii cărora li s-a administrat terapia genetică pentru activarea factorului NF-kB şi care altfel ar fi îmbătrânit mult mai repede decât normal. La nici unul dintre şoarecii folosiţi în aceste experimente nu au apărut efecte secundare.
S-ar putea oare ca doze regulate de GnRH să ţină moartea la distanţă? Cai speră să afle cum doze diferite pot afecta durata vieţii, dar este de părere că hormonul nu poate prelungi viaţa pe termen nedefinit deoarece GnRH este doar unul dintre factorii implicaţi în acest proces complex. "Îmbătrânirea este unul dintre cele mai complicate procese biologice”, a spus el.
"Dar datorită acestui studiu, oamenii vor putea explora pe viitor zeci de căi în vederea încetinirii îmbătrânirii” a spus Richard Miller de la Univeristatea Michigan din Ann Arbor. Miller a demonstrat anterior că un medicament imuno supresor numit rapamicină ar putea, de asemenea, prelungi viaţa şoarecilor.
Deoarece hipotalamusul şi în special GnRH reglementează o serie de procese biologice majore, poate fi posibil şi să influenţeze îmbătrânirea prin mecanisme înrudite, este de părere Miller. El intenţionează să studieze posibile intervenţii ale unor diete, cum ar fi efectul indirect pe care nivelul glucozei îl poate avea asupra hipotalamusului.
Stuart Maudsley de la Institutul Naţional pe probleme de Îmbătrânire din Baltimore, Maryland, este de acord că hipotalamusul ar putea fi calea de explorat în domeniul medicamentelor care să controleze bătrâneţea. ”Corpul omenesc este un mare sistem zemos” a spus el. Medicamentul ideal ar lovi acest sistem în inima lui. ”Dacă reuşim să activăm această piatră de temelie atunci am găsit rezolvarea”.
Deşi este pentru prima oară când s-a descoperit rolul explicit al GnRH în procesul de îmbătrânire, studii anterioare asupra oamenilor au sugerat că există o legătură între longevitate şi fertilitate – în care hormonul respectiv joacă un rol important.
Pe măsură ce scade nivleul hormonului GnRH, scade şi producerea de ovule şi fertilitatea. Într-un studiu prezentat luna aceasta la întâlnirea anuală a Asociaţiei Americane pentru Populaţie din New Orleans, Graziella Caselli de la Universitatea Romei, Italia a descoperit împreună cu colegii săi că mamele din Sardinia care au născut ultimul lor copil în jurul vârstei de 45 de ani, deci care erau încă fertile la o vârstă înaintată – aveau speranţe mult mai mari să atingă vârsta de 100 de ani, în comparaţie cu cele care au născut ultimul lor copil la o vârstă mai tânără. Deoarece fertilitatea târzie poate fi asociată cu niveluri mai ridicate de GnRH, Cai spune că aceste descoperiri se potrivesc foarte bine cu ale sale. "Este posibil să existe un fel de corelare biologică între îmbătrânire şi reproducere” a spus Cai.
"Probabil că există 10 paşi prin care putem controla îmbătrânirea”, a declarat Miller. ”Noi i-am parcurs până acum pe primii doi sau trei”. ”Primul pas este pur şi simplu acceptarea ideii că îmbătrânirea poate fi încetinită. Mulți sunt de părere că acest lucru nu este posibil. Dar aceştia greşesc.”
Maudsely crede că în următorii 20 de ani vom ajunge să vedem medicamente care să încetinească îmbătrânirea. Iniţial, cercetările se vor concentra pe întârzierea declanşării acelor boli care sunt legate de îmbătrânire. ”Aceasta ar putea rezolva unele probleme reale”, a spus Cai.
Dar deoarece hipotalamusul are un efect asupra fiecărei celule din corp, Maudsley ne previne că intervenţia asupra acestuia ar putea conduce la o serie de evenimente nedorite ”Ne jucăm cu focul ”, a mai spus el.
Scurt ghid despre cum să sfidăm îmbătrânirea
Optimizarea hipotalamusului nu este singura modalitate prin care putem creşte durata vieţii. Cercetătorii au mai explorat şi alte căi în lupta lor cu îmbătrânirea.
Rapamicina
Sistemul imunitar este un punct de plecare foarte bun. Rapamicina – un medicament produs dintr-o bacterie descoperită în Insula Paştelui – este folosită în mod curent pentru a suprima sistemul imunitar al pacienţilor supuşi unui transplant. De asemenea, acest medicament contribuie la creşterea duratei vieţii celulelor de drojdie şi a duratei vieţii şoarecilor.
Resveratrolul
O altă alternativă este şi resveratrolul, care se găseşte în struguri şi care se crede că stabilizează ADN-ul şi a fost folosit pentru a creşte durata vieţii cu 70%. Se pare că funcţionează şi la viermi şi la musca fructelor.
Restricţia calorică
Restricţionarea caloriilor este o altă opţiune. Maimuţelor Macaci cărora li s-au administrat cu 30% mai puţine calorii au trăit semnificativ mai mult decât semenii lor care au urmat o dietă nerestrictivă.
Dar mai bune decât dietele ar putea fi descoperirea unor medicamente noi care să păcălească corpul şi creierul lăsându-le impresia că au consumat mai puţin. ”Ar putea fi posibil să ne jucăm cu privire la cantitatea de hrană îngurgitată sau cu felul în care hipotalamusul monitorizează consumul” este de părere Richard Miller, care cercetează îmbătrânirea la Universitatea Michigan din Ann Arbor.
În cele din urmă, pe principiul că ceea ce nu te omoară te face mai puternic, mici doze de toxine ar putea determina creşterea celulară prin ralierea cu mecanismul de apărare al organismului. De exemplu, usturoiul şi ardeiul iute conţin componente care induc o reacţie blândă la stres. Ceea ce deschide membranele celulelor şi lasă să pătrundă calciul, unul dintre factorii motori ai creşterii. Unii cercetători sugerează că acest principiu cunoscut sub numele de efect hormetic s-ar afla la baza dietelor restrictive şi al mişcării pentru o viaţă sănătoasă.
Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului agedefying-master-key-of-lifespan-found-in-brain, publicat de New Scientist. Scientia.ro este singura entitate responsabilă pentru eventuale erori de traducere, Reed Business Information Ltd şi New Scientist neasumându-şi nicio responsabilitate în această privinţă.
Traducere: Daniela Albu
