Badanie podkreśla kluczowe geny, które mogą zapobiegać spadkowi funkcji motorycznych wraz ze starzeniem się organizmu, na razie u robaków
Starzenie jest naturalnym i nieuniknionym procesem dla każdego organizmu, w którym następuje pogorszenie funkcji wielu różnych narządów i tkanek. Nie ma lekarstwa na starzenie się. Naukowcy badają proces starzenia się i każda obserwacja tego, jak można go spowolnić, jest intrygująca dla każdego.
Wraz ze starzeniem się zwierząt i ludzi następuje stopniowe, ale znaczne pogorszenie silnik funkcje spowodowane zmianami w układzie nerwowo-mięśniowym – na przykład zmniejszona siła mięśni, siła mięśni kończyn itp. Ten spadek, który zwykle zaczyna się w wieku średnim, jest najważniejszą cechą starzenia się i jest odpowiedzialny za większość problemów, z którymi borykają się osoby starsze, co wpływa na ich samodzielne życie . Umiejętność zatrzymania lub nawet spowolnienia spadku funkcji motorycznych jest najtrudniejszym aspektem do studiowania przeciw starzeniu się i skupia się na podstawowej jednostce funkcjonalnej układu nerwowo-mięśniowego zwanej „jednostką motoryczną”, tj. punkcie, w którym spotykają się nerw motoryczny i włókno mięśniowe.
Naukowcy z University of Michigan Life Sciences Institute USA ujawnili główną przyczynę postępującego osłabienia funkcji motorycznych, która była odpowiedzialna za zwiększenie słabości u małych, starzejących się robaków. Co więcej, odkryli sposób na spowolnienie tego spadku. W swoim opracowaniu opublikowanym w Postępy nauki, zidentyfikowali cząsteczkę, która może być właściwym celem poprawy funkcji motorycznych. A ta konkretna ścieżka w robakach może wskazywać na coś podobnego u starzejących się ssaków, a także ludzi. Milimetrowe glisty zwane nicieniami (C. elegans) starzeją się bardzo podobnie jak inne zwierzęta, chociaż przeżywają tylko około trzech tygodni. Jednak ta ograniczona długość życia sprawia, że są one idealnie dopasowanym systemem modelowym do badania procesów naukowych stojących za starzeniem się, ponieważ ich długość życia można łatwo monitorować w krótkim czasie.
Ważny składnik starzenia
Gdy robaki się starzeją, zaczynają stopniowo tracić swoje funkcje fizjologiczne. Po osiągnięciu połowy dorosłości ich zdolności motoryczne zaczynają spadać. Naukowcy chcieli przyjrzeć się dokładnej przyczynie tego spadku. Postanowili zrozumieć zmianę interakcji komórek w miarę starzenia się robaków i przeanalizowali pozycje, w których neurony ruchowe komunikowały się z tkanką mięśniową. Zidentyfikowano gen (i pokrewne białko) o nazwie SLO-1 (członek rodziny kanałów potasowych typu slowpoke 1), który odgrywa kluczową rolę w regulacji tej komunikacji, działając jako regulator. SLO-1 działa na połączenia nerwowo-mięśniowe i tłumi aktywność neuronów, co z kolei spowalnia sygnały z neuronów ruchowych do tkanki mięśniowej, a tym samym zmniejsza funkcję motoryczną.
Badacze manipulowali SLO-1 przy użyciu standardowych narzędzi genetycznych, a także leku o nazwie paxilline. W obu tych scenariuszach zaobserwowano dwa znaczące efekty u glist. Po pierwsze, robaki zachowały lepszą funkcję motoryczną, a po drugie ich żywotność wzrosła w porównaniu do normalnych nicieni. To było jak dłuższa żywotność, ale także poprawa zdrowia i siły, ponieważ oba te parametry uległy poprawie. Kluczem do tych interwencji był czas. Manipulacje SLO-1 przeprowadzone na bardzo wczesnym etapie życia robaka nie miały żadnych konsekwencji, a u bardzo młodych robaków miało odwrotny, dość szkodliwy skutek. Interwencja działa najlepiej, gdy przeprowadza się ją w średniej dorosłości. Naukowcy chcą teraz zrozumieć rolę SLO-1 we wczesnym rozwoju glisty. Może to pomóc w zdobyciu wglądu w podstawowe mechanizmy starzenia się, ponieważ takie genetyczne i farmakologiczne interwencje mogą pomóc w promowaniu zdrowia, a także długowieczność.
Chociaż badanie to ogranicza się do robaków, SLO-1 jest zachowany u wielu gatunków zwierząt, a zatem odkrycie to może mieć zastosowanie również do zrozumienia starzenia się innych organizmów modelowych. Jednak nie jest łatwo badać starzenie się w wyższych organizmach ze względu na dłuższy czas życia. Dlatego eksperymenty muszą być prowadzone na innych organizmach modelowych oprócz robaków, takich jak drożdże, Drosophila i ssaków, takich jak myszy, których długość życia wynosi maksymalnie 4 lata. Eksperymenty można by wówczas przeprowadzić na ludzkich liniach komórkowych, ponieważ wykonanie tego in vivo u ludzi jest niemożliwe. Potrzebne byłyby ciągłe eksperymenty, aby odkryć mechanizmy molekularne i genetyczne stojące za starzeniem się. Badanie to dostarczyło ogromnej wiedzy na temat celu molekularnego, potencjalnego miejsca i dokładnego czasu, w którym należy zastosować strategię przeciwstarzeniową. Badanie akceptuje nieuchronność spadku motoryki, ale inspiruje do jej przezwyciężenia poprzez zapobieganie wczesnemu pogorszeniu funkcji poznawczych i motorycznych.
***
{Możesz przeczytać oryginalną pracę naukową, klikając link DOI podany poniżej na liście cytowanych źródeł}
Źródło (s)
Li G i in. 2019. Genetyczne i farmakologiczne interwencje w starzejący się ruchowy układ nerwowy spowalniają starzenie się motoryczne i wydłużają żywotność C. elegans. Postępy nauki. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
