Hatvan év felett az emberek negyedénél tapasztalható a mentális képességek leromlása. Ennek okai egyelőre ismeretlenek, ám a probléma jelentősége egyre nagyobb, hiszen a nyugati társadalmak egyre több az idős ember. Úgy tűnik, hogy az élet során valami megváltozik az agyban, ami összefüggésben van a leépüléssel. De vajon mi? Egy új kutatásban az agy-gerincvelői folyadékot, vagyis az agyvizet vizsgálták és kiderült, hogy van benne egy olyan vegyület, ami védelmet nyújt a leépüléssel szemben. Ez a vegyület a fiatal állatok agyvizében még bőven jelen van, az idősebbeknél azonban lecsökken a mennyisége, a pótlása viszont javítja az emlékezeti teljesítményt az idős egereknél.
Az idősödés gyakran eredményezi a kognitív képességek leromlását. A nem túl súlyos esetekben ezt enyhe kognitív zavarnak nevezik, a súlyosabb esetekre pedig már demenciaként hivatkoznak. Ezen zavarok lényege, hogy a különféle kognitív képességek leromlanak. Például nehezebbé válik a figyelem fókuszálása, elfelejtődnek bizonyos információk vagy éppen az érzelmi indulatok szabályozása ütközik nehézségbe. A demencia esetében súlyosabb a helyzet, a betegek ilyenkor gyakran már nem képesek önmagukról gondoskodni, nem ismerik fel közeli hozzátartozóikat sem, vagy akár eltévednek a saját lakásukban. Mivel az öregedés során válik egyre gyakoribbá az általános kognitív képességromlás, fontos kérdés, hogy vajon mi változik meg az idősödő agyban, amik teret engednek ezeknek a változásoknak. Ismert például, hogy a legtöbb neurodegeneratív betegség esetében az idegszövetben jellegzetes elváltozások alakulnak ki, melyeknek központi szerepe van a sejtelhalásban.
Enyhe kognitív zavar és demencia
Az enyhe kognitív zavar a legtöbbször kisebb kellemetlenségekben nyilvánul meg: az ember elhagyja a dolgait, elfelejt megbeszélt időpontokra elmenni, nehezen jutnak eszébe szavak. Az enyhe kognitív zavarban szenvedők ötöde egy éven belül már a demencia jeleit mutatja. Arra is van példa, hogy a tünetek nem romlanak, sőt akár javulhatnak is. A demencia megnyilvánulásai súlyosabbak: emlékezetkiesés, zavarodottság, beszédzavar, felelőtlen viselkedés, hallucinációk, téveszmék és mozgászavar. A demens betegek gyakran már nem is tudnak magukról gondoskodni. Jelenleg sajnos sem az enyhe kognitív zavar, sem a demencia nem gyógyítható. A kezelési módszerek csak korlátosan tudnak segíteni a betegek állapotán. Ezek miatt kutatják nagy erőkkel a betegségek hátterében álló neurodegeneratív folyamatokat az idegtudományban.
Hogyan cselezzük ki az öregedést? | agykutatás egyszerűen (agykutatasegyszeruen.hu)
Az agyszöveten kívül azonban az agy közvetlen környezete is fontos lehet, például az agy-gerincvelői folyadék, vagyis az agyvíz. Az agy tulajdonképpen az agyvízben úszik, aminek egyrészt az agy mechanikai védelmében van fontos szerepe, másrészt egy olyan folyadéktér, amellyel az idegszövet anyagokat cserélhet ki. Az agyvíz az agykamrák falában lévő érgomolyagokból szűrődik ki, az agykamrákban lévő járatokon keresztül pedig bekerül az agyat kívülről burkoló agyhártyák közé is. Az agyat és a gerincvelőt, egyszóval a központi idegrendszert tehát egy keskeny rétegben öleli körül az agyvíz. Az agyhártyák közül a vénákba szűrődik át az agyvíz, méghozzá a vénák falába betüremkedő struktúrákon keresztül. Az agyvíz így végső soron a vérkeringéssel együtt kering: az artériás rendszeren keresztül választódik el, a vénás rendszeren keresztül pedig visszatér a vérkeringésbe. Mivel az agyvíz állandóan közvetlen kontaktusban van az aggyal, az agyvíz összetételének megváltozása hatással lehet az agyra, és fordítva. Egy kutatócsoport ezúttal azt vizsgálta, hogy van-e hatása az agyvíz összetételének az öregedés miatt bekövetkező neurodegeneratív elváltozások kialakulásában.
Az agyvíz valamiképp az oligodendrogliákra hat
Egy kutatócsoport azt vizsgálta, hogy vajon hozzájárul-e az agyvíz összetételének megváltozása a kognitív képességek időskori leromlásához. A kísérlethez egereket használtak. A fiatal, 10 hetes egerek agy-gerincvelői folyadékát 18 hónapos egerek agykamráiba fecskendezték be 7 napon keresztül. Az egerek teljesítménye javult egy félelmi kondicionálási feladatban, ami arra utal, hogy az emlékezetük összességében jobban működött, mint a hasonló korú egereké.
Félelmi kondicionálás
A félelmi kondicionálás egy fontos viselkedéses kísérleti elrendezés, amit már évtizedek óta használnak az állatkísérletes idegtudományban. Az elrendezés lényege, hogy a kísérleti állat egy elkerülhetetlen elektrosokkot kap, amit fény vagy hang jelez előre. Néhány párosítás után a kísérleti állat már a fény vagy a hang hatására is ugyanazt a reakciót mutatja, mint az áramütés következtében: megdermed. A megdermedés időtartama megfeleltethető az áramütés emlékének élénkségének.
Váratlan jelenségek a tanulás idegrendszeri szabályozásában (agykutatasegyszeruen.hu)
A kutatók ezután azt is megvizsgálták, hogyan változott meg különböző sejtek génkifejeződése a kísérleti állatok hippokampuszában. A hippokampusz emlékezésben betöltött szerepét már számos eredmény támasztotta alá, ezért ez az agyi struktúra mindig az elsők között merül fel, amikor az emlékezőképesség megváltozása mögött álló biológiai okokat firtatják a kutatók. Az eredmények arra utaltak, hogy a hippokampusz területén található oligodendrigliák génkifejezése jelentősen megváltozott azoknál az idős állatoknál, amelyek a fiatalok agyvizéből kaptak. Az oligodendrogliáknál a fiatal állatok hasonló sejtjei által is kifejezett gének átírása nőtt meg.
Oligodendrogliák
Az oligodendrogliák a központi idegrendszerben biztosítják az idegsejtnyúlványok szigetelését (mielinizáció). Ez a szigetelés teszi lehetővé, hogy az idegsejtek által közvetített jelek a megfelelő időben érjenek el a célpontjukhoz.
Gliasejtek: öregedés és emlékezet | agykutatás egyszerűen (agykutatasegyszeruen.hu)
A kutatók ráadásul azt is kimutatták, hogy megnőtt azoknak a sejteknek a száma is, melyek oligodendrogliákat hoznak létre. A fiatal állatok agyvizének hatására tehát egyrészt megfiatalodtak az oligodendrogliák, másrészt fokozódott a keletkezésük üteme is és ezzel a helyi idegsejtnyúlványok mielinizációja is. Ez azért fontos eredmény, mert korábbi adatok alapján ismert volt, hogy a fokozott mielinizáció elengedhetetlen a félelmi kondicionálás normális lefolyásához. Ezek alapján tehát úgy tűnik, hogy a fiatal állatok agyvizének hatására az idős állatok oligodendrogliáinak száma megnő és fokozódik a mielinizáció az agy különböző területein, amely végső soron a félelmi kondicionálási feladaton nyújtott fokozott emlékezeti teljesítményt okozza.
Egy növekedési faktor van a fiatal állatok agyvizében
A kutatók ezután azt próbálták feltárni, hogy pontosan mi is történik az oligodendrogliákkal a fiatal egerektől származó agyvíz hatására. Ehhez sejtkultúrákat használtak, melyek egerekből származó oligodendrogliákból állnak. A kutatók a fiatal egerektől származó agyvíz mellett jelölt RNS bázisokat adtak a sejtkultúrákhoz, így könnyen meg tudták határozni, hogy milyen gének kifejeződésében idézett elő változást a beavatkozás. A gének kifejeződésének első lépése, hogy mRNS molekulába íródik át a DNS bázissorrendjében hordozott információ. További vizsgálatoknak köszönhetően kiderült, hogy a fiatal állatok agyvizében lévő egyik molekula (fibroblaszt növekedési faktor – FGF17) változtatja meg az oligodendrogliák működését. Az is kiderült, hogy az FGF17-et a fiatal állatokban a neuronok juttatják az agyvízbe.
Az új eredmények felvetik, hogy az FGF17 időskori pótlásával meg lehetne védeni az idegrendszert a leépüléstől. Ezzel talán megelőzhető lenne az enyhe kognitív zavar vagy maga a demencia is. Ennek óriási jelentősége lenne, hiszen az öregedő nyugati társadalmakban egyes előrejelzések szerint hamarosan az időskori demencia lehet az egyik legnagyobb gazdasági terhet jelentő betegség.
Ez a cikkem az Élet és Tudomány 2022/23. számában jelent meg, az Agyi aktualitások rovatban.
Források
Young cerebrospinal fluid improves memory in old mice (nature.com)
