Старіння часто проявляється цілком звичними ознаками: від сивини та зморшок до погіршення пам'яті. Це породило давнє наукове питання: чи можна уповільнити, запобігти чи навіть звернути назад деякі з цих змін?
Дослідження, проведене групою вчених із Сіань Цзяотун-Ліверпульського університету, Стенфордського університету, Шанхайського університету Цзяотун та Університету Китайської академії наук, та опубліковане в журналі Frontiers in Molecular Biosciences, вказує на вельми цікаву можливість. У ході експериментів з літніми мишами дослідники виявили, що харчові добавки, що містять сполуки, отримані з асцидій (морських організмів, відомих також як морські бризкалки), дозволяють усунути ряд ознак старіння.
Незвичайне джерело омолоджувальних сполук
Асцидії - це морські тварини, які вживаються в їжу в деяких країнах Азії, зокрема в Кореї (де вони відомі як meongge, 멍게) і Японії (hoya, ホヤ). Їх їдять сирими; вони багаті сполуками, які називаються плазмалогенами.
Плазмалогени - це різновид ліпідів (жирових молекул), що входять до складу клітинних мембран. Вони природно присутні в організмі людини, причому в особливо великих кількостях — у клітинах мозку, серця та імунної системи. З віком рівень цих речовин в організмі зазвичай знижується.
Зниження рівня плазмалогенів також спостерігається при ряді нейродегенеративних захворювань, включаючи хворобу Альцгеймера та хворобу Паркінсона. Цей взаємозв'язок спонукав вчених з'ясувати, чи відновлення рівня плазмалогенів може допомогти захистити мозок від деяких вікових змін.
Щоб перевірити цю гіпотезу, дослідники включили плазмалогени до раціону літніх мишей і проаналізували, як ці добавки впливають на їх поведінку та фізичний стан.
Результати виявилися винятковими. У мишей, які отримували добавку, спостерігалося значне покращення здатності до навчання, а також помітні фізичні зміни.
Професор Лей Фу, провідний автор дослідження, зазначає: "Наші дані свідчать про те, що плазмалогени можуть не тільки зупинити зниження когнітивних функцій, а й звернути назад вже наявні порушення роботи мозку, пов'язані зі старінням. Крім того, у літніх мишей, які отримували плазмалогени, відростала нова чорна шерсть — густіша і блискуча, ніж у мишей із контрольної групи, які не отримували цю добавку."
За словами дослідників, ця робота вперше дає детальне уявлення про те, як плазмалогени можуть впливати на мозок, що старіє.
Поліпшення пам'яті у старих мишей
Для оцінки здатності до навчання та стану пам'яті вчені використовували найпоширеніший лабораторний метод — водний лабіринт Морріса. У ході цього тесту мишей поміщають у басейн із прихованою платформою, де вони можуть відпочити.
Оскільки миші зазвичай прагнуть вибратися з води, вони поступово запам'ятовують розташування платформи. Після кількох днів тренувань молоді миші зазвичай запам'ятовують, де вона знаходиться, і швидко підпливають до неї. Старішим мишам часто потрібно більше часу, щоб знайти платформу, що відображає зниження здатності до навчання та погіршення пам'яті, що супроводжують старіння.
Після п'яти днів тренувань результати старих мишей, які отримували плазмалогени, були набагато ближчими до показників молодих тварин. Вони знаходили платформу значно швидше, ніж старі миші, які не отримували цю добавку.
Потім дослідники вивчили мозок тварин, щоб з'ясувати, чим можна пояснити ці вдосконалення.
Виявилося, що миші, які отримували плазмалогени, мали більше синапсів, причому ці синапси знаходилися в кращому стані, ніж у старих мишей, які не отримували препарат.
Синапси - це крихітні сполуки, за допомогою яких взаємодіють нервові клітини. Вони забезпечують передачу сигналів нейронними мережами й відіграють ключову роль у процесах навчання, запам'ятовування та багатьох інших функціях мозку.
Відновлення зв'язків у постарілому мозку
У ранньому віці синапси мають високу адаптивність. Ця здатність змінюватися і формувати нові зв'язки – часто звана нейропластичністю – допомагає мозку засвоювати нову інформацію та набувати навичок.
Проте з віком кількість синапсів може зменшуватись, а їх ефективність – знижуватись. Подібна деградація також супроводжує нейродегенеративні захворювання і може сприяти погіршенню когнітивних здібностей.
У ході експерименту з'ясувалося, що літні миші, які отримували добавки з плазмалогенами, краще справлялися з формуванням нових нейронних зв'язків і навчання нових завдань порівняно з мишами, які отримували звичайний корм. Отримані дані свідчать, що збільшення споживання плазмалогенів може допомогти захистити синапси від деяких видів вікової деградації.
Дослідники також виявили ще одну важливу різницю між групами: рівень запалення в мозку у мишей, які отримували плазмалогени, був значно нижчим.
Запалення є частиною нормальної імунної відповіді організму, проте хронічне чи надмірне запалення у мозку може завдати шкоди. У міру старіння мозку імунна активність може порушуватися, що потенційно веде до пошкодження нервових клітин та збоїв у передачі сигналів між синапсами. Крім того, стійке запалення вважається важливим фактором розвитку низки нейродегенеративних захворювань.
Таким чином, зниження рівня запалення у мишей, які отримували плазмалогени, може пояснити, чому вони демонстрували кращі результати в тестах на навчання та пам'ять.
Як можуть діяти плазмалогени
Вчені поки точно не знають, яким чином плазмалогени, що надходять з їжею, викликають ці ефекти. Професор Фу виділив кілька можливих механізмів.
"Ми виявили, що плазмалогени значно збільшують кількість молекул, які сприяють зростанню та розвитку нейронів та синапсів у мозку. Це дозволяє припустити, що плазмалогени можуть стимулювати нейрорегенерацію.
"Також накопичується дедалі більше даних про те, що плазмалогени безпосередньо впливають на структурні властивості синапсів. Вони можуть підвищувати текучість і гнучкість синаптичних мембран, впливаючи цим на передачу імпульсів між нейронами."
Під нейрорегенерацією розуміється відновлення, оновлення або повторне зростання нервових клітин та зв'язків між ними. Якщо плазмалогени підтримують цей процес, вони потенційно можуть допомогти постарілому мозку зберегти або відновити нейронні ланцюги, необхідні для пам'яті та навчання.
Дослідники також вважають, що дія цих речовин може не обмежуватися процесами, що відбуваються у мозку.
Професор Фу вказує на зв'язок між кишківником та мозком як на ще один можливий шлях впливу.
"Деякі дослідження показали, що плазмалогени, що надходять із їжею, впливають на мікроорганізми у кишківнику." Широко відомо, що зв'язок між мікроорганізмами в нашому кишківнику та головним мозком впливає на процеси нейродегенерації. Можливо, саме вплив плазмалогенів на цей зв'язок зумовив поліпшення здатності до навчання та пам'яті, що спостерігається у цьому дослідженні.
У кишківнику мешкають величезні спільноти бактерій та інших мікроорганізмів, які разом називаються мікробіомом кишківника. Все більше даних вказує на те, що ці мікроби здатні впливати на мозок у вигляді імунних сигналів, метаболічних процесів та інших біологічних механізмів. Вчені часто називають цю систему двостороннього зв'язку «віссю кишківник-мозок».
Чи можуть плазмалогени у майбутньому допомогти людям?
Професор Фу настільки впевнений в отриманих результатах, що сам щодня приймає добавки із плазмалогенами.
"Ми вперше демонструємо, що приймання добавок із плазмалогенами може стати перспективним методом, що дозволяє зупинити нейродегенерацію та стимулювати нейрорегенерацію.
"Пероральне приймання плазмалогенів може виявитися ефективною терапевтичною стратегією для покращення когнітивних функцій у людей похилого віку."
Ці результати дуже цікаві, проте їх було отримано під час експериментів на тваринах. Поліпшення, що спостерігалися у мишей, не означають автоматично, що вживання асцидій або приймання добавок з плазмалогенами дозволять звернути назад процес старіння у людей. Необхідні додаткові дослідження, щоб з'ясувати, чи спостерігаються подібні ефекти у людей, які дозування можуть бути ефективними та чи безпечне тривале приймання таких добавок.
Проте отримані результати відкривають несподівані перспективи. З'єднання, виявлене в їстівному морському організмі, може дати вченим новий інструмент для вивчення того, як старіння впливає на мозок, і з'ясування питання про те, чи можна зрештою звернути назад деякі з цих змін.
