Studie zdůrazňuje klíčové geny, které mohou zabránit poklesu motorických funkcí, jak organismus stárne, prozatím u červů
Stárnutí je přirozený a nevyhnutelný proces pro každý organismus, při kterém dochází k poklesu funkce mnoha různých orgánů a tkání. Na stárnutí neexistuje žádný lék. Vědci zkoumají proces stárnutí a každé spatření toho, jak by se dalo zpomalit, je pro každého zajímavé.
Jak zvířata a lidé stárnou, dochází k postupnému, ale výraznému zhoršování stavu motor funkce v důsledku změn v nervosvalovém systému – např. snížená svalová síla, síla svalů končetin atd. Tento pokles, který obecně začíná kolem středního věku, je nejvýraznějším rysem stárnutí a je odpovědný za většinu problémů, se kterými se starší lidé potýkají a které ovlivňují jejich nezávislý život . Schopnost zastavit nebo dokonce zpomalit pokles motorických funkcí je nejnáročnějším aspektem pro studium proti stárnutí a zaměřuje se na základní funkční jednotku nervosvalového systému zvanou „motorická jednotka“, tj. místo, kde se setkává motorický nerv a svalové vlákno.
Výzkumníci z University of Michigan Life Sciences Institute USA odhalili hlavní příčinu progresivního poklesu motorických funkcí, který byl zodpovědný za rostoucí křehkost malých stárnoucích červů. Navíc objevili způsob, jak tento pokles zpomalit. Ve své studii publikované v Věda Zálohyidentifikovali molekulu, která může být tím správným cílem pro zlepšení motorických funkcí. A tato konkrétní cesta u červů by mohla naznačovat něco podobného u stárnoucích savců, včetně lidí. Milimetrové škrkavky zvané háďátka (C. elegans) vykazují vzor stárnutí velmi podobný ostatním zvířatům, i když přežívají jen asi tři týdny. Ale tato omezená životnost z nich dělá ideálně vhodný modelový systém pro studium vědeckých procesů za stárnutím, protože jejich životnost lze snadno sledovat během krátké doby.
Důležitá součást stárnutí
Když červi stárnou, začnou postupně ztrácet své fyziologické funkce. Když dosáhnou poloviny své dospělosti, jejich motorické schopnosti začnou ubývat. Vědci se chtěli podívat na přesný důvod tohoto poklesu. Rozhodli se pochopit změnu v interakci buněk, jak červi stárli, a analyzovali pozice, kde motorické neurony komunikovaly se svalovou tkání. Byl identifikován gen (a související protein) nazvaný SLO-1 (slowpoke draslíkový kanál člen rodiny 1), který má klíčovou roli v regulaci těchto komunikací tím, že působí jako regulátor. SLO-1 působí v neuromuskulárních spojeních a tlumí aktivitu neuronů, což zase zpomaluje signály z motorických neuronů do svalové tkáně a tím snižuje motorickou funkci.
Výzkumníci manipulovali SLO-1 pomocí standardních genetických nástrojů a také léku s názvem paxilline. V obou těchto scénářích byly u škrkavek pozorovány dva významné účinky. Za prvé si červi zachovali lepší motorické funkce a za druhé se jejich životnost prodloužila ve srovnání s normálními škrkavkami. Bylo to jako mít delší životnost, ale také lepší zdraví a sílu, protože oba tyto parametry se zlepšily. Načasování bylo pro tyto zásahy klíčové. Manipulace se SLO-1, když byly provedeny velmi brzy v době života červa, neměly žádné důsledky a u velmi mladých červů měly opačný, docela škodlivý účinek. Intervence funguje nejlépe, když se provádí ve střední dospělosti. Výzkumníci nyní chtějí porozumět roli SLO-1 v raném vývoji u škrkavek. To může pomoci získat vhled do základních mechanismů stárnutí, protože takové genetické a farmakologické intervence mohou pomoci při podpoře zdraví i dlouhověkost.
I když je tato studie omezena na červy, SLO-1 je zachován u mnoha živočišných druhů, a proto by tento objev mohl být použitelný pro pochopení stárnutí i u jiných modelových organismů. Studium stárnutí ve vyšších organismech však není jednoduché kvůli delší délce života. Proto je třeba provádět experimenty na jiných modelových organismech kromě červů, jako jsou kvasinky, Drosophila a savců, jako jsou myši, jejichž životnost je maximálně 4 roky. Experimenty by pak mohly být prováděny na lidských buněčných liniích, protože provádění in vivo u lidí je nemožné. K odhalení molekulárních a genetických mechanismů stárnutí by bylo zapotřebí nepřetržitých experimentů. Tato studie poskytla obrovské znalosti o molekulárním cíli, potenciálním místě a přesném načasování, ve kterém by měla být strategie proti stárnutí aplikována. Studie uznává nevyhnutelnost motorického poklesu, ale inspiruje k jeho překonání tím, že zabrání časnému kognitivnímu a motorickému poklesu.
***
{Původní výzkumný dokument si můžete přečíst kliknutím na odkaz DOI uvedený níže v seznamu citovaných zdrojů}
Zdroje)
Li G a kol. 2019. Genetické a farmakologické intervence do stárnoucího motorického nervového systému zpomalují motorické stárnutí a prodlužují délku života u C. elegans. Věda Zálohy. https://doi.org/10.1126/sciadv.aau5041
