Бялок, што назапашваецца ў мозгу, які старэе, можа дапамагчы растлумачыць, чаму людзі забываюцца, куды паклалі ключы, ці з цяжкасцю запамінаюць новыя імёны з узростам, дні нараджэння сваіх сяброў. Даследчыкі з Каліфарнійскага ўніверсітэта ў Сан-Францыска пад кіраўніцтвам Лоры Рэмесал і Сола А. Вільеды высветлілі, як знізіць актыўнасць гэтага бялку. Пакуль — у мышэй. Вынікам стала дзіўнае паляпшэнне памяці ў пажылых жывёл.

У даследаванні, апублікаваным у часопісе «Letter in Nature Aging», вучоныя выявілі, што бялок лёгкага ланцужка ферытыну 1 (FTL1) назапашваецца ў клетках мозгу па меры старэння мышэй. Чым вышэй узровень FTL1, тым горшай станавілася іх памяць. Калі даследчыкі штучна павышалі ўзровень FTL1 у маладых мышэй, у жывёл развіваліся кагнітыўныя парушэнні пры выкананні стандартных заданняў на памяць. Што яшчэ больш характэрна, калі ў пажылых мышэй узровень FTL1, наадварот, змяншаўся, жывёлы аднаўлялі значную частку сваёй юнацкай здольнасці запамінаць і вучыцца.

FTL1 з’яўляецца часткай сістэмы, якая назапашвае жалеза ў клетках. Даследчыкі адзначаюць, што павышэнне ўзроўню FTL1 ў гіпакампе пажылых мышэй, верагодна, адлюстроўвае змены метабалізму жалеза ў мозгу ў працэсе старэння. Прасцей кажучы, калі гэтая сістэма, адказная за засваенне жалеза, становіцца незбалансаванай, гэта можа парушыць функцыянаванне клетак мозгу.

• Мільёны людзей ва ўсім свеце сутыкаюцца з узроставым пагаршэннем памяці, і, паводле ацэнак экспертаў, да 2050 года колькасць выпадкаў дэменцыі ва ўсім свеце патроіцца. Хоць нармальнае старэнне не суправаджаецца масавай гібеллю клетак мозгу, якая назіраецца, напрыклад, пры хваробе Альцгеймера, яно ўсё ж прыводзіць да расчаравальных змен у здольнасці людзей хутка і эфектыўна фарміраваць новыя ўспаміны ці ўспамінаць нейкую інфармацыю.

Выяўленне бялку страты памяці ў мышэй

Каманда Лаўры Рэмесал і Сола Вільеды пачала работу з параўнання клетак мозгу маладых мышэй (3 месяцы, што прыкладна адпавядае ўзросту маладога дарослага чалавека) з клеткамі мозгу пажылых мышэй (18 месяцаў, што супастаўна з узростам 60-гадовых людзей). Сярод усіх генаў і бялкоў, якія змяняюцца з узростам, выдзяляўся FTL1: яго экспрэсія павялічвалася як пры аналізе экспрэсіі генаў, так і пры вымярэнні ўзроўню бялку ў сінапсаў.

Каб праверыць, ці выклікае FTL1 непасрэднае пагаршэнне памяці, даследчыкі павысілі ўзровень FTL1 у гіпакампе (цэнтры памяці мозгу) маладых мышэй. Звычайна здаровыя маладыя мышы добра спраўляюцца з тэстамі на навучанне і памяць, такімі як Y-падобны лабірынт і распазнаванне новых аб’ектаў. Аднак пасля павышэння ўзроўню FTL1 мышы страчвалі гэтую перавагу, не выяўляючы цікавасці да новых аб’ектаў ці новых адгалінаванняў у лабірынце. Аналіз мозгу выявіў змены, тыповыя для старасці: меншая колькасць узбуджальных і тармазных сінапсаў і зніжэнне здольнасці да ўмацавання гэтых сувязяў, якое вымяраецца доўгачасовай патэнцыяцыяй (LTP).

Змяненне актыўнасці FTL1 абяцае эфектыўнасць у барацьбе са зніжэннем кагнітыўных здольнасцяў

Затым навукоўцы змянілі эксперымент. Замест таго, каб дадаваць больш FTL1, яны выкарыстоўвалі генетычныя прылады для зніжэння ўзроўню FTL1 у мозгу пажылых мышэй. Вынікі аказаліся ўражальнымі: старыя мышы, якія раней дрэнна спраўляліся з тэстамі на памяць, зараз паводзілі сябе як іх маладыя суродзічы. У іх клетках мозгу ўтварылася больш сувязяў, і клеткавы механізм навучання і памяці зноў пачаў працаваць эфектыўна.

Гэтыя паляпшэнні не былі выпадковасцю. Шматлікія эксперыменты з выкарыстаннем розных генетычных падыходаў для зніжэння ўзроўню FTL1 нязменна давалі адзін і той жа вынік: больш высокую прадукцыйнасць пры выкананні задач на памяць, звязаных з работай гіпакампа.

«Гэта сапраўды пазбаўленне ад парушэнняў дзейнасці памяці», — заявіў Вільеда, намеснік дырэктара Інстытута даследаванняў старэння імя Бакара пры Каліфарнійскім універсітэце ў Сан-Францыска. «Гэта значна больш, чым проста адтэрміноўка або прадухіленне сімптомаў».

Энергетычны крызіс звязвае жалеза і страту памяці

Даследчыкі таксама высветлілі, чаму лішак FTL1 настолькі шкодны. Клеткі мозгу спажываюць шмат энергіі і выкарыстоўваюць мітахондрыі (клеткавыя «электрастанцыі») для сілкавання думак і памяці. Назапашванне FTL1 парушала выпрацоўку энергіі мітахондрыямі. Па сутнасці, святло ў клетках мозгу згасае, і яны не маглі падтрымліваць сувязі, неабходныя для памяці.

Вымярэнні пацвердзілі, што клеткі мозгу са штучна завышаным узроўнем FTL1 выраблялі значна менш энергіі. Гэты дэфіцыт, верагодна, тлумачыць парушэнне іх сувязяў. Але былі і добрыя навіны: калі даследчыкі давалі мышам НАДН, малекулу, якая спрыяе павелічэнню выпрацоўкі энергіі, гэта змякчыла праблемы з памяццю, выкліканыя лішкам FTL1. Маладыя мышы з павышаным узроўнем FTL1 нармальна спраўляліся з тэстамі на памяць, калі ім таксама давалі НАДН.

• Папярэднія даследаванні на людзях паказалі, што больш высокі ўзровень ферытыну ў спіннамазгавой вадкасці прадказвае хутчэйшае зніжэнне кагнітыўных функцый і павышаную рызыку хваробы Альцгеймера. Хоць FTL1 не быў пакуль дэталёва вывучаны ў людзей, ён прысутнічае ў мозгу чалавека і, верагодна, адыгрывае аналагічную ролю. Аўтары мяркуюць, што іх высновы адкрываюць магчымасць распрацоўкі новых стратэгій абароны памяці па меры старэння.

Важна адзначыць, што ў даследаванні прынялі ўдзел сотні мышэй, але толькі самцоў, што пакінула адкрытым пытанне аб тым, ці будуць тыя ж эфекты справядлівыя для самак.

«Нашы даныя паказваюць на тое, што нейранальны FTL1 з’яўляецца ключавым малекулярным медыятарам кагнітыўнага амаладжэння», — пішуць даследчыкі, паказваючы на FTL1 як на перспектыўную мэту для будучых метадаў лячэння.