Старость заполняет мозг солями молочной кислоты
Ученые предложили новый способ оценить, насколько постарел мозг пациента. Ведь за первыми признаками старения может последовать болезнь Альцгеймера и другие старческие заболевания. Пока авторы метода протестировали его на мышах.
Исследователи из Каролинского института (Karolinska Institutet) в Стокгольме нашли, что с возрастом в мозговой ткани увеличивается уровень солей молочной кислоты – лактатов. Измерить уровень лактата у нормальных и ускоренно стареющих мутантных мышей им удалось при помощи метода протонной магнитно-резонансной спектроскопии.
Ученые считают, что причина возрастных метаболических изменений в мозге, ухудшающих его работу, лежит в нарушении работы митохондрий. С возрастом в митохондриальной ДНК накапливаются мутации, нарушающие работу ферментов дыхательной цепи. Биологи получили линию мутантных мышей с большим числом митохондриальных мутаций (20-30 на молекулу ДНК) и убедились, что эти мыши проявляют признаки ускоренного старения, у них развивается комплекс старческих болезней. Мутанты доживают лишь до 46-48 недель.
Исследование показало, что митохондриальная дисфункция у мутантных мышей приводит к сдвигу метаболизма: от аэробного дыхания к анаэробному гликолизу. При этом изменяется активность генов, кодирующих фермент лактатдегидрогеназу. Этот фермент обеспечивает производство лактата из пирувата, поэтому в результате лактат накапливается в мозговой ткани. То же самое происходит при физической перегрузке организма. Содержание лактата, хотя и не так быстро, повышается и в мозге нормальных мышей по мере старения.
Метод протонной магнитно-резонансной спектроскопии показал, что у старых мышей содержание лактата в коре и гиппокампе мозга примерно вдвое выше, чем у молодых. А у мутантных мышей уже в молодости оно втрое выше нормы.
Ученые считают, что лактат можно использовать как маркер старения мозга, а спектроскопический метод – удобный неинвазивный способ контролировать его уровень.
«Наше исследование было проведено на мышах, но эту же технологию можно применить и к человеку, -- говорит профессор Ларс Олсон, руководитель исследования. – Мы надеемся, что в будущем врач сможет определить, насколько постарел мозг пациента, просто сделав ему томографию».
Статью о том, как определить старение мозга, ученые опубликовали в журнале PNAS.