Uuring toob esile peamised geenid, mis võivad takistada motoorsete funktsioonide vähenemist organismi vananedes, praegu usside puhul
Vananemine on iga organismi jaoks loomulik ja vältimatu protsess, mille käigus toimub paljude erinevate organite ja kudede funktsioonide langus. Vananemise vastu ei ole ravi. Teadlased uurivad vananemisprotsessi ja kõik nähud selle kohta, kuidas seda aeglustada, pakuvad kõigile huvi.
Loomade ja inimeste vananedes toimub järkjärguline, kuid märkimisväärne halvenemine mootor funktsioonid, mis on tingitud muutustest neuromuskulaarses süsteemis – näiteks vähenenud lihasjõud, jäsemete lihaste võimsus jne. See langus, mis tavaliselt algab keskea paiku, on vananemise kõige silmatorkavam tunnus ja põhjustab enamiku eakate probleemidest, mis mõjutavad nende iseseisvat elu. . Motoorsete funktsioonide languse peatamine või isegi aeglustamine on uurimise jaoks kõige keerulisem aspekt vananemisvastane ja toob fookuse neuromuskulaarse süsteemi põhilisele funktsionaalsele üksusele, mida nimetatakse "motoorseks üksuseks" ehk motoorse närvi ja lihaskiudude kohtumispunktile.
USA Michigani ülikooli bioteaduste instituudi teadlased on avastanud motoorsete funktsioonide järkjärgulise languse peamise põhjuse, mis põhjustas väikeste vananevate usside nõrkuse suurenemise. Veelgi enam, nad on avastanud viisi, kuidas seda langust aeglustada. aastal avaldatud uuringus Teadus ettemaksed, on nad tuvastanud molekuli, mis võib olla õige sihtmärk motoorse funktsiooni parandamiseks. Ja see konkreetne rada ussides võib viidata millelegi sarnasele vananevatel imetajatel, sealhulgas inimestel. Millimeetri pikkustel ümarussidel, mida nimetatakse nematoodideks (C. elegans), on vananemismuster, mis sarnaneb teiste loomadega, kuigi nad elavad vaid umbes kolm nädalat. Kuid see piiratud eluiga muudab need ideaalselt sobivaks mudelsüsteemiks vananemise taga olevate teaduslike protsesside uurimiseks, kuna nende eluiga on lühikese aja jooksul hõlpsasti jälgitav.
Vananemise oluline komponent
Kui ussid vananevad, hakkavad nad järk-järgult kaotama oma füsioloogilisi funktsioone. Kui nad jõuavad oma täiskasvanuikka, hakkavad nende motoorsed oskused halvenema. Teadlased tahtsid uurida selle languse täpset põhjust. Nad püüdsid mõista muutusi rakkude interaktsioonis, kui ussid vananesid, ja analüüsisid positsioone, kus motoorsed neuronid suhtlevad lihaskoega. Tuvastati geen (ja sellega seotud valk) nimega SLO-1 (aeglase kaaliumikanali perekonnaliige 1), millel on regulaatorina toimides nende kommunikatsioonide reguleerimisel võtmeroll. SLO-1 toimib neuromuskulaarsetes ühenduskohtades ja summutab neuronite aktiivsust, mis omakorda aeglustab motoorsetelt neuronitelt lihaskoesse suunduvaid signaale ja seega vähendab motoorset funktsiooni.
Teadlased manipuleerisid SLO-1-ga, kasutades standardseid geneetilisi tööriistu ja ka ravimit nimega paxilline. Mõlema stsenaariumi korral täheldati ümarusside puhul kahte olulist mõju. Esiteks säilitasid ussid parema motoorse funktsiooni ja teiseks pikenes nende eluiga võrreldes tavaliste ümarussidega. Niisiis, see oli nagu pikem eluiga, kuid ka parem tervis ja tugevus, kuna mõlemad parameetrid paranesid. Ajastus oli nende sekkumiste jaoks võtmetähtsusega. SLO-1-ga manipuleerimisel, kui seda tehti usside eluea alguses, ei olnud tagajärgi ja väga noorte usside puhul oli sellel vastupidine üsna kahjulik mõju. Sekkumine toimib kõige paremini keskmises täiskasvanueas. Teadlased tahavad nüüd mõista SLO-1 rolli ümarusside varases arengus. See võib aidata saada ülevaadet vananemise aluseks olevatest mehhanismidest, sest sellised geneetilised ja farmakoloogilised sekkumised võivad aidata edendada nii tervist kui ka pikaealisus.
Kuigi see uuring piirdub ussidega, on SLO-1 säilinud paljudes loomaliikides ja seega võib see avastus olla rakendatav ka teiste mudelorganismide vananemise mõistmiseks. Pikema eluea tõttu ei ole aga lihtne uurida kõrgemate organismide vananemist. Seetõttu tuleb katseid läbi viia ka teiste mudelorganismidega, välja arvatud ussid nagu pärm, Drosophila ja imetajad nagu hiired, kelle eluiga on maksimaalselt 4 aastat. Seejärel võiks katseid läbi viia inimese rakuliinidega, kuna seda in vivo teha inimestel on võimatu. Vananemise taga olevate molekulaarsete ja geneetiliste mehhanismide lahti harutamiseks oleks vaja pidevaid katseid. See uuring on andnud tohutuid teadmisi molekulaarse sihtmärgi, võimaliku koha ja täpse ajastuse kohta, millal vananemisvastast strateegiat rakendada. Uuring tunnistab motoorse languse paratamatust, kuid inspireerib sellest üle saama, vältides varajast kognitiivset ja motoorset langust.
***
{Saate lugeda esialgset uurimistööd, klõpsates alltoodud allika(te) loendis DOI lingil}
Allikas (d)
Li G et al. 2019. Geneetilised ja farmakoloogilised sekkumised vananevas motoorses närvisüsteemis aeglustavad motoorset vananemist ja pikendavad C. elegansi eluiga. Teadus ettemaksed. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041