Мозг расплачивается за бесплодные годы
Старческие проблемы человека шимпанзе не чужды. Но мозг стареющих обезьян усыхает, деградирует и накапливает опасные белки не так быстро, как человеческий. Биологи уверены, что старческим слабоумием человек расплачивается за годы, прожитые после утраты репродуктивных способностей.
Очеловеченные болезни
Homo sapiens отличается от других приматов большим мозгом и долголетием. Сочетание этих характеристик «очеловечивает» некоторые нейропатологии. Например, от болезни Альцгеймера умирают только люди.
«Даже «здоровое» старение сопряжено с изменением мозга, деградацией некоторых участков нервной системы, - пишут авторы нового исследования, сравнившие возрастные изменения мозгов обезьяны и человека. – В коре головного мозга – участке, ответственном за обучение и хранение информации, с возрастом накапливается бета-амилоид, уменьшается плотность дендритных отростков и количество синапсов, деградируют рецепторы NMDA и миелиновая оболочка. Эти изменения коррелируют с нарушениями умственной (познавательной) деятельности. Микроструктурные и молекулярные изменения характерны не только для человека, но и для других приматов».
Ссылаясь на результаты предшествующих работ, исследователи из университетов США под руководством Чет Шервуд (Chet C. Sherwood) из Университета Джорджа Вашингтона (The George Washington University) пишут, что объем стареющего человеческого мозга уменьшается. Некоторые участки мозга усыхают больше остальных: «Особенно уязвимы к возрастной атрофии лобная доля и гиппокамп – участки, задействованные в решении сложных абстрактных задач, формировании эмоций и переходе краткосрочной памяти в долгосрочную».
Исследование
Впрочем, команда Чет Шервуд обращает внимание, что у макак, как и у человека, объем мозга с возрастом тоже уменьшается, хотя и менее заметно. Амилоидные бляшки появляются и у стареющих горилл, шимпанзе и орангутанов. А нейрофибриллярные клубки, характерные для человеческого мозга, были обнаружены и у 41-летней самки шимпанзе.
«Несмотря на общность старения, генетические изменения, происходящие в коре головного мозга в процессе старения, не объединяют человека с человекообразными обезьянами и другими млекопитающими. Человек более уязвим к таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона», - продолжают исследователи.
Команда Чет Шервуд предположила, что человеческие старческие проблемы связаны с продолжительностью жизни. Ученые исследовали возрастное усыхание мозга у шимпанзе и человека. С помощью магнитно-резонансной томографии (МРТ) биологи оценивали изменения всего мозга, но особое внимание уделили лобной доле и гиппокамапу – участкам, в которых нейроны работают наиболее активно. Ученые также оценили динамику объема белого вещества и серого.
Приматы стареют
Испытуемыми были девяносто девять шимпанзе (возраст животных от 10 до 51 года) и восемьдесят семь разновозрастных добровольцев (22-88 лет).
«У шимпанзе не было выявлено заметных изменений в структуре мозга, чего нельзя сказать о людях», - пишут ученые, подводя итоги исследования. В мужских мозгах возрастные изменения объема структур мозга были меньшими по сравнению с женскими. Тем не менее, мозг человека с возрастом неуклонно уменьшался в размерах, изменялось и соотношение белого вещества и серого. А вот мозги 10- и 45-летних животных почти не отличались. Более того, у шимпанзе признаки старения мозга появлялись только после достижения животными максимального возраста.
Биологи провели дополнительное исследование мозга умерших шимпанзе, после чего пришли к выводу, что слабоумием человек расплачивается за слишком долгую жизнь. «В дикой природе 30-летние шимпанзе начинают терять зубы, ослабевают. Тем не менее, фертильность сохраняется до конца жизни – до пятидесяти лет. У человека соматическое старение происходит медленнее, но репродуктивные функции женщина утрачивает примерно в пятьдесят лет. То есть в тот момент, когда самки шимпанзе уже умирают. Получается, что репродуктивный потенциал у шимпанзе и человека одинаков», - пишут авторы исследования в завершении статьи, опубликованной в PNAS.
Ученые полагают, что возрастной деменцией человек расплачивается за годы, которые он проживает после утраты репродуктивных способностей. Мозг – самая уязвимая часть лишь потому, что он – «энергетический обжора».
«Старение клеток и многие патологии связаны с нарушением функций митохондрий – органелл, обеспечивающих клетки энергией. Кора головного мозга проявляет огромную метаболическую активность», - продолжают ученые, объясняя, почему в нейронах митохондрии «ломаются» чаще и раньше, чем в других клетках.
Впрочем, в процессы деградации мозга вовлечены и другие механизмы. И пытаться сохранить молодость мозга, экономя энергию на мышлении, не стоит. Доказано, что думающий мозг сам создает лекарство для памяти и против деменции.