Κατανόηση της φυσιολογικής γήρανσης του εγκεφάλου

Η αύξηση του προσδόκιμου ζωής μαζί με τη μείωση της γονιμότητας αντικατάστασης προκαλεί ταχεία γήρανση στις δυτικές κοινωνίες. Στη Γερμανία, για παράδειγμα, το 47 τοις εκατό του πληθυσμού αναμένεται να έχει ηλικία άνω των 50 ετών ήδη το 2035. Οι προκύπτουσες κοινωνικές προκλήσεις είναι πολλαπλές, συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών στα καταναλωτικά πρότυπα, των προτύπων εργασίας και της συνταξιοδότησης, ζητημάτων υγειονομικής περίθαλψης και της επικράτησης χρόνιες ασθένειες και αναπηρίες.

Κάντε κλικ στο cistanche herba για τη νόσο του Αλτσχάιμερ

Μεταξύ των τελευταίων, η ψυχική υγεία είναι πρωταρχικής σημασίας. Πράγματι, η ήδη «υγιή» ή «φυσιολογική» γήρανση συνοδεύεται από εξαρτώμενη από την ηλικία γνωστική έκπτωση. Επιπλέον, πολλοί ενήλικες μεγαλύτερης ηλικίας αντιμετωπίζουν ψυχικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένων, ενδεικτικά, της κατάθλιψης, του άγχους ή της άνοιας. Επομένως, η εις βάθος κατανόηση των φυσιολογικών αλλαγών που συμβαίνουν κατά τη γήρανση του εγκεφάλου είναι ζωτικής σημασίας.

Αυτό το τεύχος του Pflügers Archiv—European Journal of Physiology παρέχει μια σειρά από άρθρα ανασκόπησης και πρωτότυπες εργασίες που επικεντρώνονται σε διαφορετικές βασικές πτυχές της (παθο)φυσιολογικής γήρανσης του εγκεφάλου, συμπεριλαμβανομένων των αλλαγών στην παροχή ενέργειας [8], της εξαρτώμενης από την ηλικία συσσώρευσης αντιδραστικού οξυγόνου/αζώτου /καρβονυλικά είδη [8, 14], γήρανση των αγγείων του εγκεφάλου συμπεριλαμβανομένων των βασικών νευρογλοιακών κυττάρων που εμπλέκονται [2, 17] καθώς και μείωση που σχετίζεται με την ηλικία στην καλωδίωση του εγκεφάλου [6, 13, 16, 17] και στη λειτουργία του δικτύου [4, 6].

Επιπλέον, εστιάζουμε στα δύο αισθητήρια συστήματα (ακοή και όσφρηση), επιρρεπή σε σημαντική επιδείνωση που σχετίζεται με την ηλικία. Το τελευταίο είναι ευρέως γνωστό ότι προβλέπει (όσφρηση) ή προωθεί (ακοή) νοητική έκπτωση [12, 15]. Η φυσιολογική γήρανση σχετίζεται με πολλές προκλήσεις για την ομοιόσταση του εγκεφάλου, όπως η εντατικοποίηση του οξειδωτικού στρες, η μειωμένη βιοενέργεια, τα αυξημένα επίπεδα προφλεγμονωδών ουσιών, η ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού χαμηλού βαθμού, οι τροποποιημένες λειτουργικές ιδιότητες των κύριων ανοσοκυττάρων της παροχέτευσης, οι αλλαγές στο γλυμφικό σύστημα (υπεύθυνος για τη συλλογή απορριμμάτων δια βίου), αγγειακή γήρανση και αρτηριακή δυσκαμψία, κ.λπ. [2, 5, 8–10, 14, 17]. Επιπλέον, ο υπερσυγχρονισμός των νευρωνικών δικτύων αντιπροσωπεύει επίσης ένα βασικό χαρακτηριστικό της γήρανσης του εγκεφάλου [1, 6, 7, 11, 15].

Αυτό επιβάλλει απαιτήσεις στο αγγειακό σύστημα, που υποτίθεται ότι ταιριάζουν με την αύξηση της εγκεφαλικής μεταβολικής δραστηριότητας με την αύξηση της εγκεφαλικής ροής αίματος, διασφαλίζοντας έτσι επαρκή τοπική οξυγόνωση και παροχή θρεπτικών ουσιών για αυξημένη νευρωνική δραστηριότητα [2]. Ταυτόχρονα, ο γερασμένος εγκέφαλος διαθέτει αξιοσημείωτη ανθεκτικότητα και προσαρμοστικότητα, επιτρέποντάς του να αντιμετωπίσει τα παραπάνω προβλήματα. Πράγματι, ήδη μία από τις πρώτες επιδημιολογικές μελέτες, η οποία δημοσιεύτηκε στο Cambridge το 1889 και περιελάμβανε 900 ηλικιωμένους (80 συν ετών, 74 αιωνόβιους), κατέληξε στο συμπέρασμα ότι ο εγκέφαλος διατηρείται πολύ καλύτερα από πολλά άλλα φυσιολογικά συστήματα και αντιπροσωπεύει ένα των κορυφαίων «στο αιωνόβιο τοπίο» [17].

Σε αυτό το τεύχος, εξετάζουμε τους κυτταρικούς και μοριακούς μηχανισμούς που διέπουν τις βασικές φυσιολογικές προσαρμογές που επιτρέπουν στον γερασμένο εγκέφαλο να μετριάσει τη λειτουργική και δομική έκπτωση που σχετίζεται με την ηλικία. Αναφέρουμε επίσης ότι οι αλλαγές στον τρόπο ζωής (δηλαδή, πνευματική δέσμευση, σωματική άσκηση, υγιεινή διατροφή και θερμιδικό καθεστώς), βοηθούν στην αύξηση του γνωστικού αποθέματος.

Αν και η γήρανση αυτή καθεαυτή δεν θεωρείται ασθένεια, είναι ένας σημαντικός παράγοντας κινδύνου για εγκεφαλοαγγειακές (π.χ. εγκεφαλικό) και νευροεκφυλιστικές (π.χ. διαφορετικά είδη άνοιας) ασθένειες, οι οποίες σχετίζονται με υψηλή νοσηρότητα και θνησιμότητα [2, 3, 15] . Η απώλεια ακοής μπορεί επίσης να οδηγήσει σε κοινωνική απομόνωση, κατάθλιψη και μείωση της γνωστικής ικανότητας [12]. Η συννοσηρότητα της γνωστικής και αισθητηριακής έκπτωσης δεν είναι σπάνια [1, 12].

Μαζί, η νόσος Alzheimer (AD) και Parkinson (PD) αντιπροσωπεύουν τις πιο κοινές μορφές άνοιας. Είναι ενδιαφέρον ότι και οι δύο παθολογίες συνοδεύονται από πρώιμες διαταραχές ύπνου και εξασθένηση της όσφρησης [15]. Επιπλέον, αλλαγές που σχετίζονται με την ηλικία πολλών βασικών φυσιολογικών μηχανισμών, που εξετάζονται σε αυτόν τον τόμο (π.χ. αστρογλοιακή γήρανση [17], αλλαγές στον ενεργειακό μεταβολισμό [8] καθώς και αγγειακές και αιμοδυναμικές ιδιότητες [2]), πιθανότατα επηρεάζουν επίσης τον ύπνο και τον ύπνο /διεργασίες αφύπνισης [4].

Είναι σημαντικό ότι ο εγκέφαλος φαίνεται να γερνάει με τρόπο που εξαρτάται από το φύλο, με το φύλο να είναι μεταξύ των προγνωστικών παραγόντων ευαισθησίας για αρκετές διαταραχές που σχετίζονται με την ηλικία. Η AD, για παράδειγμα, έχει υψηλότερο (1,6–3:1) επιπολασμό στις γυναίκες σε σύγκριση με τους άνδρες, ενώ η PD έχει υψηλότερο (3,5:1) επιπολασμό στους άνδρες σε σύγκριση με τις γυναίκες [3].

Αρκετά άρθρα σχετικά με αυτό το θέμα αφορούν ειδικά τη γήρανση του εγκεφάλου με βάση το φύλο και τον αντίκτυπό της στα αισθητήρια συστήματα [12, 15], τη λειτουργική συνδεσιμότητα των εγκεφαλικών δικτύων σε κατάσταση ηρεμίας [6] και την ποιότητα του ύπνου [4]. Τέλος, πολλά άρθρα σχετικά με αυτό το ειδικό τεύχος συγκρίνουν τη γήρανση της αρχιτεκτονικής και της λειτουργίας του εγκεφάλου (συμπεριλαμβανομένης της αισθητηριακής επεξεργασίας, των γνωστικών ικανοτήτων και του ύπνου) μεταξύ ανθρώπων και πειραματόζωων που χρησιμοποιούνται συνήθως (αρουραίους και ποντίκια) [4, 8, 12-15, 17] .

Οι κοινοί μηχανισμοί που προσδιορίζονται σε αυτές τις μελέτες θα επιτρέπουν αναλύσεις υψηλής ανάλυσης βασικών κυτταρικών/μοριακών μονοπατιών που εμπλέκονται, καθώς και τη μελλοντική ανάπτυξη θεραπευτικών μεθόδων που υποστηρίζουν τη γνωστική μακροζωία ή ακόμη και αναστρέφουν τη γνωστική έκπτωση που προκαλείται από την ηλικία.

ο μηχανισμός της δράσης του cistanche κατά της νόσου του Alzheimer

Το Cistanche είναι ένα βότανο που χρησιμοποιείται συνήθως στην παραδοσιακή κινεζική ιατρική. Ορισμένες μελέτες έχουν προτείνει ότι έχει πιθανά οφέλη για τη θεραπεία της νόσου του Αλτσχάιμερ, αν και ο ακριβής μηχανισμός δράσης εξακολουθεί να διερευνάται.

Ένας πιθανός τρόπος με τον οποίο θα μπορούσε να βοηθήσει το κιστανάκι στη νόσο του Αλτσχάιμερ είναι η μείωση της φλεγμονής στον εγκέφαλο. Η φλεγμονή πιστεύεται ότι συμβάλλει σημαντικά στην ανάπτυξη και την εξέλιξη της νόσου του Αλτσχάιμερ, και ορισμένες μελέτες έχουν βρει ότι τα εκχυλίσματα κιστάνι μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση των δεικτών φλεγμονής σε πειραματόζωα.

Ένας άλλος πιθανός μηχανισμός δράσης είναι μέσω της ικανότητάς του να προάγει την ανάπτυξη νέων εγκεφαλικών κυττάρων. Η νόσος του Αλτσχάιμερ σχετίζεται με απώλεια εγκεφαλικών κυττάρων και ορισμένες έρευνες έχουν προτείνει ότι η σιτανίσια θα μπορούσε να βοηθήσει στην τόνωση της ανάπτυξης νέων νευρώνων, κάτι που θα μπορούσε να βοηθήσει στην επιβράδυνση της εξέλιξης της νόσου.

Τέλος, το κιστάνι μπορεί επίσης να έχει αντιοξειδωτικές ιδιότητες, οι οποίες θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην προστασία των εγκεφαλικών κυττάρων από τη βλάβη που προκαλείται από τις ελεύθερες ρίζες. Αυτό είναι σημαντικό γιατί οι ελεύθερες ρίζες πιστεύεται ότι παίζουν ρόλο στην ανάπτυξη της νόσου του Αλτσχάιμερ.

Αναφέρομαιφύσεις

1 Asavapanumas N, Brawek B, Martus P, Garaschuk O (2019) Ο ρόλος των ενδοκυτταρικών αποθηκών Ca2 plus για την εξασθένηση της οπτικής επεξεργασίας σε ένα μοντέλο ποντικού της νόσου του Alzheimer. Neurobiol Dis 121:315-326. https://doi.org/10.1016/j.nbd.2018.10.015

2. Beishon L, Clough RH, Kadicheeni M, Chithiramohan T, Panerai RB, Haunton VJ, Minhas JS, Robinson TG (2021) Αγγειακά και αιμοδυναμικά θέματα γήρανσης του εγκεφάλου. Pfugers Arch. https://doi. org/10.1007/s00424-020-02508-9 3. Brawek B, Skok M, Garaschuk O (2021) Αλλαγή λειτουργικών υπογραφών της μικρογλοίας κατά μήκος του άξονα της γήρανσης του εγκεφάλου. Int J Mol Sci 22:1091. https://doi.org/10.3390/ijms22031091

4. Campos-Beltran D, Marshall L (2021) Αλλαγές στο ΗΕΓ ύπνου με τη γήρανση σε ανθρώπους και τρωκτικά. Pfugers Arch. https://doi.org/10. 1007/δ00424-021-02545-ε

5. Garaschuk O, Semchyshyn HM, Lushchak VI (2018) Υγιής εγκεφαλική γήρανση: αλληλεπίδραση μεταξύ ενεργών ειδών, φλεγμονής και παροχής ενέργειας. Aging Res Rev 43:26–45. https://doi.org/10. 1016/j.arr.2018.02.003

6. Jockwitz C, Caspers S (2021) Δίκτυα κατάστασης ηρεμίας στην πορεία διαφορικών γνώσεων σχετικά με τη γήρανση από μελέτες σε όλη τη διάρκεια ζωής έναντι των παλαιών. Pfugers Arch. https://doi.org/10.1007/ s00424-021-02520-7

7. Lerdkrai C, Asavapanumas N, Brawek B, Kovalchuk Y, Mojtahedi N, Olmedillas Del Moral M, Garaschuk O (2018) Το ενδοκυτταρικό Ca(2 plus) αποθηκεύει τον έλεγχο της νευρωνικής υπερδραστηριότητας in vivo σε ένα μοντέλο ποντικού της νόσου του Alzheimer. Proc Natl Acad Sci USA 115:E1279–E1288. https://doi.org/10.1073/pnas.1714409115

8. Lushchak VI (2021) Αλληλεπίδραση μεταξύ βιοενεργειακών και οξειδωτικού στρες στην κανονική γήρανση του εγκεφάλου. Η γήρανση είναι αποτέλεσμα της αυξανόμενης ανισορροπίας στην παροχή οξειδωτικού στρες-ενέργειας του συστήματος. Pfugers Arch. https://doi.org/10.1007/s00424-021-02531-4

9. Olmedillas Del Moral M, Asavapanumas N, Uzcategui NL, Garaschuk O (2019) Η υγιής γήρανση του εγκεφάλου τροποποιεί τη σηματοδότηση του μικρογλοιακού ασβεστίου in vivo. Int J Mol Sci 20:589. https://doi.org/10.3390/ ijms20030589

10. Olmedillas Del Moral M, Frohlich N, Figarella K, Mojtahedi N, Garaschuk O (2020) Επίδραση του θερμιδικού περιορισμού στις in vivo λειτουργικές ιδιότητες της γήρανσης μικρογλοίας. Front Immunol 11:750.https://doi.org/10.3389/fmmu.2020.00750

11. Palop JJ, Mucke L (2016) Ανωμαλίες δικτύου και δυσλειτουργία μεταξύ των νευρώνων στη νόσο του Αλτσχάιμερ. Nat Rev Neurosci 17:777–792.https://doi.org/10.1038/nrn.2016.141

12. Peixoto Pinheiro B, Vona B, Lowenheim H, Ruttiger L, Knipper M, Adel Y (2020) Απώλεια ακοής που σχετίζεται με την ηλικία σχετικά με τους διαύλους ιόντων καλίου στον κοχλία και την ακουστική οδό. Pfugers Arch. https://doi.org/10.1007/s00424-020-02496-w

13. Rivera AD, Chacon-De-La-Rocha I, Pieropan F, Papanikolau M, Azim K, Butt AM (2021) Διατήρηση του γηράσκοντος εγκεφάλου ενσύρματη: ένας ρόλος για τη σηματοδότηση πουρίνης στη ρύθμιση του κυτταρικού μεταβολισμού σε προγονικά ολιγοδενδροκύτταρα. Pfugers Arch. https://doi.org/10.1007/ s00424-021-02544-z 14. Semchyshyn H (2021) Είναι το στρες carbonyl/AGE/RAGE χαρακτηριστικό γνώρισμα της γήρανσης του εγκεφάλου; Pfugers Arch. https://doi.org/10.1007/ s00424-021-02529-y

15. Tzeng WY, Figarella K, Garaschuk O (2021) Οσμική δυσλειτουργία σε άνδρες και ποντίκια που σχετίζεται με τη γήρανση και την επαγόμενη από αμυλοειδές παθολογία. Pflugers Arch. https://doi.org/10.1007/ s00424-021-02527-0

16. Vecchio F, Miraglia F, Rodella C, Alu F, Miniussi C, Rossini PM, Pelllicciari MC (2020) Επιδράσεις tDCS στις ιδιότητες του δικτύου εγκεφάλου κατά τη διάρκεια της φυσιολογικής γήρανσης. Pfugers Arch. https://doi.org/10. 1007/s00424-020-02428-8

17. Verkhratsky A, Augusto-Oliveira M, Pivoriunas A, Popov A, Brazhe A, Semyanov A (2020) Η αστρογλοιακή εξασθένηση και η απώλεια λειτουργίας, αντί της αντιδραστικότητας, συμβάλλουν στη γήρανση του εγκεφάλου. Pfugers Arch. https://doi.org/10.1007/s00424-020-02465-3