Aktiviti otak berperanan dalam penuaan dan umur panjang manusia
Buat pertama kalinya, saintis menunjukkan bahawa aktiviti otak mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap jangka hayat manusia. Dalam satu kajian baru, mereka menunjukkan bagaimana aktiviti saraf lebih tinggi pada individu dengan jangka hayat yang lebih pendek dan lebih rendah pada mereka yang hidup lebih lama.
Dalam satu kebelakangan ini Alam semula jadi makalah, penyelidik dari Harvard Medical School di Boston, MA, melaporkan bagaimana mereka menemukan tanda panjang umur manusia yang berbeza dalam gen korteks serebrum otak.
Tanda tangan yang mereka dapati adalah pola ekspresi gen yang "dicirikan oleh pengurangan gen yang berkaitan dengan eksitasi saraf dan fungsi sinaptik," tulis para penulis.
Kegiatan saraf berkaitan dengan jumlah isyarat - dalam bentuk arus elektrik dan pemancar lain - yang berlaku di otak. Terlalu banyak aktiviti saraf, atau kegembiraan yang berlebihan, boleh berlaku dalam pelbagai cara, seperti kekejangan otot atau perubahan mood.
Untuk kajian ini, para penyelidik melakukan eksperimen selular, genetik, dan molekul pada cacing. Mereka juga menganalisis tikus dengan gen yang diubah dan memeriksa tisu otak dari orang yang berusia lebih dari 100 tahun ketika mereka mati.
Ujian ini menunjukkan tidak hanya bahawa mengubah aktiviti saraf dapat mempengaruhi jangka hayat, tetapi mereka juga memberikan petunjuk mengenai proses molekul yang mungkin terlibat.
"Aspek penemuan kami yang menarik," kata penulis kajian kanan Bruce A. Yankner, seorang profesor genetik dan neurologi di Harvard Medical School, "adalah sesuatu yang sementara seperti keadaan aktiviti rangkaian saraf boleh membawa akibat yang sangat besar bagi fisiologi dan jangka hayat. "
Pengaruh molekul umur panjang
Para saintis telah lama mengetahui bahawa aktiviti saraf mempengaruhi pelbagai keadaan, termasuk epilepsi dan demensia. Namun, sementara beberapa kajian pada hewan menunjukkan adanya kesan terhadap penuaan, belum jelas sampai sekarang apakah pengaruh ini juga dapat meluas pada manusia.
Pemberian isyarat oleh hormon insulin dan faktor pertumbuhan seperti insulin (IGF) sudah terkenal sebagai pengaruh molekul umur panjang. Para saintis juga percaya bahawa ini adalah jalan isyarat yang sama yang dilakukan oleh sekatan kalori.
Penemuan baru menunjukkan bahawa pengujaan saraf juga mempengaruhi jangka hayat jalan insulin dan IGF ini. Kuncinya terletak pada faktor transkripsi yang disebut REST.
Faktor transkripsi adalah protein yang menghidupkan dan mematikan gen, iaitu, mereka mengawal ekspresi gen. Dengan cara ini, urutan gen yang sama dapat memberi kesan yang sangat berbeza dalam sel, bergantung pada mana yang aktif dan mana yang mati.
Ini sebahagian besarnya disebabkan oleh faktor transkripsi dan penguasaan ekspresi gen mereka bahawa sel-sel manusia dan organisma maju lain mempunyai banyak reaksi genetik terhadap persekitaran mereka.
Dalam karya sebelumnya, Prof Yankner dan pasukannya telah membuktikan bahawa REST membantu melindungi otak daripada kesan tekanan yang merosakkan sel saraf, seperti yang menyebabkan demensia.
REST menekan aktiviti saraf
Dalam kajian baru, para penyelidik mendapati bahawa REST juga menekan aktiviti saraf pada model haiwan mulai dari cacing hingga mamalia. Faktor transkripsi nampaknya menekan gen yang mempunyai peranan penting dalam pengujaan saraf.
Gen ini mengawal saluran ion, reseptor utusan kimia, dan komponen yang membentuk sinapsis, yang merupakan struktur yang membolehkan sel menghantar mesej antara satu sama lain.
Penyiasat menjalankan ujian di mana mereka menyekat REST - atau faktor transkrip yang setara - dalam pelbagai model haiwan. Ujian ini menghasilkan bukan sahaja aktiviti saraf yang lebih tinggi tetapi juga memendekkan jangka hayat haiwan.
Sebaliknya, peningkatan tahap REST mempunyai kesan sebaliknya - ia menyebabkan aktiviti saraf yang lebih rendah dan jangka hayat yang lebih lama.
Ujian sel dari tisu otak manusia selepas kematian juga menunjukkan bahawa individu yang jangka hayatnya melebihi 100 tahun mempunyai tahap REST yang lebih tinggi pada inti mereka berbanding dengan yang jangka hayatnya 20-30 tahun lebih pendek.
Kesan aktiviti saraf bawah, pada gilirannya, menghidupkan kumpulan protein lain yang disebut faktor transkripsi forkhead yang mempengaruhi umur panjang melalui jalur isyarat insulin dan IGF di banyak organisma.
Yankner menunjukkan bahawa mungkin ada faktor genetik dan persekitaran di sebalik variasi aktiviti saraf pada manusia.
Dia dan pasukannya mencadangkan bahawa, ketika ditambahkan ke penemuan sebelumnya tentang peranan REST dalam keadaan merosakkan otak seperti demensia, hasil baru harus memacu minat untuk mengembangkan ubat yang menargetkan protein.
Namun, dia memperingatkan bahawa kajian mereka tidak menjelaskan apakah keperibadian, pemikiran, atau tingkah laku seseorang dapat mempengaruhi jangka hayat mereka.
"Kawasan penyelidikan masa depan yang menarik adalah untuk menentukan bagaimana penemuan ini berkaitan dengan fungsi otak manusia yang lebih tinggi."
Prof Bruce A. Yankner
