СОВРЕМЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ОБЛАСТИ ПСИХОГЕРОНТОЛОГИИ
В ЗАРУБЕЖНЫХ СТРАНАХ (ОБЗОР НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЙ)
Г.П. Гурова
США. Нейропластичность и обновление клеток головного мозга
Обширная база данных Клиник Амена, в которой содержатся 30 тысяч сканов мозга людей от трех до ста лет, не оставляет сомнений: с возрастом у мозга остается все меньше ресурсов
Активность мозга стабилизируется в возрасте около 45 лет и затем снова начинает падать.
Многие люди до сих пор думают, что мы рождаемся с определенным количеством нейронов мозга и что нервные клетки мозга не восстанавливаются. Когда-то наука считала повреждения мозга необратимыми, а неврологические болезни старения не поддающимися остановке. Однако новые данные показывают, что мозг взрослых людей продолжает генерировать новые клетки.
В процессе нейрогенеза происходит развитие и поддержание функциональной способности цепей заменять мертвые или поврежденные нейроны. Уже сам факт смерти нейронов вызывает выброс в мозге определенных факторов роста, чтобы стимулировать формирование новых нейронов.
Когда количество созданных нейронов достигает заданного уровня и начинает превышать его, включается механизм клеточной смерти. Такой круговорот позволяет мозгу оставаться в заданных границах и хорошо функционировать — по крайней мере в нормальных условиях.
Обычно болезни старения проявляются в мозге следующими проблемами:
• Уменьшением количества клеток, как при болезни Альцгеймера.
• Уменьшением количества связей между клетками, что бывает при депрессии или недостатке физических и умственных упражнений.
• Нарушением генерации электрических импульсов, что бывает после 2–3 рюмок алкоголя.
• Нарушением клеточного механизма производства энергии, что бывает при болезни Паркинсона, диабете, при химиотерапии или радиационной терапии в процессе лечения рака.
• Повреждением аксонов, это замедляет передачу сигналов в мозге, что случается при гипертензии, болезнях сердца, инсультах и травмах головы.
Процесс восстановления мозга заключается в синаптической пластичности, нейрогенезе и естественной клеточной смерти. Для мозга крайне важно поддерживать здоровье синапсов.
США. Важность умственных нагрузок
Знаменитое исследование на монахинях, проведенное Медицинским центром Университета Раш в Чикаго, доказало справедливость принципа «используй, или потеряешь» для умственных способностей. Исследователи изучали, как часто 802 пожилые монахини, священника и других священнослужителей тратили время на стимулирующую сознание активность, например чтение газеты, в течение пяти лет.
Выяснилось, что те, кто повышал умственную нагрузку, уменьшили риски развития болезни Альцгеймера на треть. Более умственно активные индивидуумы также на 50 % меньше страдали от возрастного когнитивного ухудшения, на 60 % меньше от снижения концентрации и устойчивости внимания и на 30 % меньше от уменьшения скорости ментальной обработки.
Великобритания. Потеря миелина как основной фактор старения мозга
Новое исследование, проведенное Портсмутским университетом, Великобритания, показало, что одним из основных факторов возрастного ухудшения состояния мозга является потеря миелина.
Миелин представляется собой защитную изолирующую оболочку вокруг нервных волокон. Он необходим для сверхбыстрой связи между нервными клетками.
Потеря миелина приводит к снижению когнитивных функций и является ключевым патогенетическим звеном некоторых нейродегенеративных заболеваний, таких как рассеянный склероз и болезнь Альцгеймера. В новом исследовании под руководством профессора Артура Батта было показано, что клетки, которые отвечают за восстановление миелина, становятся менее активными с возрастом. Также был выявлен ген, ответственный за возрастное снижение способности клеток восстанавливать потерянный миелин.
США. Крупные нейроны - маркеры медленного старения мозга
Изучая мозг пожилых людей с хорошей памятью, ученые из Северо-Западного университета (США) выяснили, что нейроны в их энторинальной коре (области мозга, отвечающей за память) значительно крупнее, чем у сверстников со средними когнитивными способностями и даже у людей на 20-30 лет моложе.
Энторинальная кора находится в височной доле и относится к гиппокамповой формации, участвует в процессах памяти и первой страдает при болезни Альцгеймера. Эта кора состоит из шести слоев нейронов, расположенных друг над другом. В частности, второй слой получает информацию из других центров памяти и служит очень специфическим и важным центром цепи памяти мозга.
Исследователи также показали, что эти большие нейроны второго слоя избавлены от образования клубков тау, которые, напротив, приводят к уменьшению размеров нейронов.
Сейчас ученые продолжают исследования, чтобы понять, от чего зависят размер и целостность нейронов долгожителей.
ЗОЖ против старения мозга
Образ жизни важнее возраста в оценке рисков деменции
В рамках нового масштабного исследования с участием 22 тысяч человек всех возрастов, начиная с 18 лет, ученые определили восемь негативных факторов образа жизни, которые снижают когнитивные способности в любом возрасте.
Каждый из этих факторов оказался эквивалентен примерно трем годам старения мозга. Именно образ жизни, а не возраст, оказался ключевым фактором в определении рисков деменции, а его коррекция может быть отличной профилактикой неизлечимой болезни.
Поскольку большинство исследований деменции включают участников среднего и старшего возраста ученые решили пригласить добровольцев с 18 лет. Выводы основаны на анализе данных более 22 тыс. людей.
На снижение когнитивных способностей влияли восемь критериев: низкий уровень образования, злоупотребление алкоголем и психоактивными веществами, курение, а также потеря слуха, гипертония, диабет и депрессия. Каждый фактор был эквивалентен трем годам старения мозга.
Другими словами, люди без упомянутых факторов риска имеют такую же функцию мозга, как и большинство людей, которые моложе их на 10-20 лет.
Авторы надеются, что результаты исследования вдохновят людей обеспечить себе необходимую профилактику деменции. «Факторы риска можно и нужно устранять и делать это необходимо как можно раньше», — заключила автор работы Николь Андерсон.
Генетика продолжительности жизни. Международные исследования
Ожидаемая продолжительность жизни в современном мире сильно колеблется: в разных странах она составляет от 45 до 85 лет.
В пятерку стран с наибольшей продолжительностью жизни предсказуемо входят Япония, Швейцария, Республика Корея, Сингапур, Испания. Россия в списке из 140 стран занимает 98-е место.
Ряд исследований в Институте цитологии и генетики СО РАН (Новосибирск) посвящены генетике продолжительности жизни, т е. ответу на вопрос, почему среди особей одного и того же вида некоторые живут дольше.
Исследования, проведенные на близнецах, показали, что наследуемость продолжительности жизни человека составляет примерно 25%.
На сегодняшний день известно огромное количество генов, отключение или, наоборот, активация которых у модельных организмов приводит к увеличению длительности жизни.
В 2013 году удалось в пять раз увеличить продолжительность жизни подопытных нематод (круглых червей), отключив у них работу группы генов. Всего известно более двух тысяч генов, связанных с продолжительностью жизни у модельных организмов.
Но человечество, конечно, в первую очередь интересует увеличение продолжительности жизни человека.
В 2019 году группа исследователей из Института биологии старения им. Макса Планка (Кёльн, Германия) под руководством Джориса Дилана опубликовала данные полногеномного исследования. Исследователи работали с различными европейскими странами, поэтому было решено не обозначать конкретный возраст долголетия: в качестве долгожителей рассматривались люди в возрасте 90 и 99 процентилей. Благодаря такому подходу в исследовании участвовало более 11 тыс. долгожителей в возрасте 90 процентилей (90% жителей страны не доживают до этого возраста), почти 4 тыс. — в возрасте 99 процентилей и более 25 тыс. человек — в контрольной группе. Ученые показали, что с продолжительностью жизни связаны два локуса (участки ДНК, на которых расположена определенная генетическая детерминанта). Один локус из этой пары — rs429358 (аполипопротеин E (ApoE) ε4) — связан с более низкими шансами дожить до возраста 90 и 99 процентилей, в то время как rs7412 (ApoE ε2), напротив, эти шансы значительно увеличивает.
В реальности оба гена к моменту публикации исследования уже были известны. Но это было первое исследование, проведенное на большой выборке, с большой контрольной группой. Примечательно, что последний из этой пары генов, APOE, не только ассоциирован с большей продолжительностью жизни — его наличие уменьшает риск развития болезни Альцгеймера.
Результаты еще одного исследования, важного для генетики долголетия, были также опубликованы в 2019 году.
Международная группа ученых под руководством Пола Р. Х. Дж. Тиммерса провела ПГИА на выборке 500 тыс. человек.
Исследователи использовали данные о продолжительности жизни родителей каждого из участников проекта, поэтому многие СМИ написали об эксперименте с миллионом участников.
Авторам удалось определить 12 участков ДНК, влияющих на продолжительность жизни. Для 11 из 12 найденных в этом исследовании локусов известна ассоциация с серьезным заболеванием (аутоиммунными, сердечно-сосудистыми заболеваниями, болезнью Альцгеймера и пр.).
Оказалось, что уже упомянутый ген APOE для гетерозигот (ген есть только на одной хромосоме, доставшейся от одного из родителей) увеличивает предполагаемую продолжительность жизни на один год, а для гомозигот (ген есть на обоих копиях хромосомы и достался от обоих родителей) — на 19! В два-три раза больше, чем любой другой локус.
Некоторые иные инновационные исследования в геронтологии:
1. Искусственное воссоздание процесса развития старческой деменции. Эксперимент подтвердил теорию о том, что причина возрастных расстройств — действие свободных радикалов в нервных клетках.
2. Изучение влияния различных типов бессонницы на риски нейродегенерации. Учёные обнаружили связь нарушений сна с пониженными рисками деменции.
3. Исследование связи между старением клеток организма человека и воскрешением ретровирусов из генома. Учёные из Китая и США провели такое исследование.
4. Изучение препарата, предотвращающего развитие болезни Альцгеймера в стареющих нейронах. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Molecules.
5. Открытие связанного со старением механизма регуляции митохондрий. Учёные Университета Осаки определили механизм, который необходим для митофагии — процесса регулирования количества митохондрий.
6. Исследование роли биуганидов (лекарственных средств, применяемых в основном против диабета) в процессе старения. Например, выяснилось, что препарат из этой группы — метформин — способен противостоять раку.
7. Использование цифровых технологий в геронтологии. Такие технологии активно внедряются на этапе оценки гериатрического статуса, лечения и реабилитации.