Клетки, которые всю жизнь защищают нервные волокна мозга, с возрастом могут начать работать против него. Учёные обнаружили, что нарушения в работе этих клеток связаны с потерей нервных волокон и постепенным ухудшением памяти и мышления. Более того, исследователи выявили белок, от которого зависит этот процесс, а лекарства, воздействующие на него, уже применяются при других неврологических заболеваниях.
Открытие сделали специалисты Эдинбургского университета и Британского института исследований деменции. Результаты опубликованы в журнале Nature Medicine. Чтобы разобраться в механизмах возрастного ухудшения когнитивных способностей, учёные использовали данные необычного многолетнего исследования, участники которого проходили проверки интеллекта с детства до глубокой старости.
Исследование охватывало 1091 человека, родившегося в 1936 году. После 70 лет дополнительные когнитивные тесты прошли 866 участников. В возрасте от 70 до 82 лет специалисты оценивали их память, скорость обработки информации и способность ориентироваться в пространственных отношениях.
Практически у всех участников с возрастом наблюдалось хотя бы небольшое ухудшение когнитивных способностей. Однако скорость этого процесса сильно различалась. Одни сохраняли относительно стабильные результаты, тогда как у других показатели снижались значительно быстрее.
Чтобы понять причину таких различий, учёные исследовали образцы мозга некоторых участников, полученные после их смерти. Выяснилось, что у людей с наиболее выраженным ухудшением памяти и мышления было меньше крупных нервных волокон. Одновременно вокруг сохранившихся волокон обнаруживались аномальные скопления повреждённого миелина.
Миелин — это защитная оболочка нервных волокон, которая позволяет электрическим сигналам быстро и эффективно распространяться по мозгу. Без неё нормальная работа нервной системы невозможна. Однако исследование показало, что избыточное или неправильно сформированное миелиновое покрытие может оказаться вредным.
Особенно заметные нарушения наблюдались вокруг крупных нервных волокон. При этом степень повреждения была связана не столько с результатами когнитивных тестов в определённом возрасте, сколько со скоростью ухудшения этих результатов на протяжении многих лет.
Исследователи предположили, что источник проблемы может находиться в олигодендроцитах — специализированных клетках мозга, которые производят и поддерживают миелиновую оболочку.
Долгое время эти клетки считались исключительно полезными, поскольку именно они обеспечивают защиту нервных волокон и помогают им нормально функционировать. Но новые результаты показали, что с возрастом олигодендроциты могут терять способность выполнять свои задачи и даже способствовать повреждению структур, которые должны защищать.
Учёные обнаружили ещё одну важную закономерность: у людей с наиболее выраженным когнитивным ухудшением в олигодендроцитах было снижено содержание белка NRF2.
Этот белок регулирует активность сотен генов, отвечающих за защиту клеток от повреждений и поддержание их нормальной работы. Когда активность NRF2 уменьшается, клетки становятся более уязвимыми и хуже справляются со своими функциями.
Чтобы проверить, действительно ли снижение активности этого белка способно вызывать обнаруженные изменения, исследователи провели эксперименты на мышах.
Они целенаправленно уменьшили содержание NRF2 в олигодендроцитах животных. После этого у мышей начал образовываться избыточный миелин, а количество крупных нервных волокон сократилось. Эти изменения оказались очень похожи на нарушения, обнаруженные в мозге пожилых людей.
Кроме того, у таких мышей с возрастом наблюдалось менее выраженное улучшение результатов когнитивных тестов. Это позволило исследователям установить причинную связь между недостатком NRF2 и нарушениями работы олигодендроцитов, которые потенциально могут способствовать ухудшению памяти и мышления.
Особый интерес вызывает возможность воздействовать на обнаруженный механизм с помощью уже существующих лекарств.
Сигнальный путь, связанный с NRF2, используется в качестве терапевтической мишени при лечении некоторых заболеваний нервной системы. В частности, на него воздействует один из препаратов, назначаемых пациентам с рассеянным склерозом.
Предыдущие исследования показали, что повышение активности NRF2 способно улучшать когнитивные функции у людей с рассеянным склерозом. Поэтому учёные предполагают, что препараты с аналогичным механизмом действия потенциально можно будет использовать и для борьбы с возрастными нарушениями работы олигодендроцитов.
Однако пока неизвестно, принесёт ли такая терапия пользу пожилым людям, у которых ухудшается память и мышление. Для этого потребуются дополнительные исследования.
Руководитель исследовательской группы Вероник Мирон из Эдинбургского университета и Британского института исследований деменции отметила, что открытие особенно важно на фоне старения населения и роста распространённости когнитивных нарушений.
«По мере старения населения когнитивные нарушения встречаются всё чаще, а эффективных методов лечения пока нет. Мы воодушевлены результатами, поскольку они указывают на потенциальный путь разработки новых методов терапии, способных сохранить когнитивные способности в пожилом возрасте», — пояснила исследовательница.
По словам первого автора работы Джорджины Крейг, полученные результаты заставляют пересмотреть представления о роли защитных клеток мозга.
«Это исследование фундаментально изменило наше понимание этих клеток при старении мозга. Мы всегда считали олигодендроциты исключительно полезными, но неожиданно обнаружили, что они могут переставать нормально функционировать и способствовать возрастным когнитивным нарушениям», — рассказала она.
Таким образом, ухудшение памяти с возрастом может быть связано не только с повреждением самих нервных волокон, но и с нарушением работы клеток, которые обеспечивают их защиту. Если дальнейшие исследования подтвердят возможность безопасно поддерживать активность NRF2 и нормальную функцию олигодендроцитов, этот механизм может стать основой новых способов сохранения памяти и мышления в пожилом возрасте.
