Нейрогенетика: как ДНК влияет на мозг и его старение

В издательстве «Эксмо» вышла книга российского биолога Алексея Москалева об особенностях старения мозга. ТАСС публикует фрагмент.

Старение мозга — неизбежный процесс. Однако при грамотном подходе его можно замедлить. В книге «Мозг долгожителя. 7 шагов к ясности ума, крепкой памяти и устойчивому вниманию» собраны самые передовые и эффективные методы поддержания когнитивного здоровья.

Алексей Москалев простым и понятным языком объясняет, от чего зависит долголетие мозга: как правильно питаться, какой физической активности придерживаться и сколько спать, чтобы сделать «внутренний компьютер» максимально продуктивным. Помимо этого, автор рассказывает о биологических факторах, влияющих на старение мозга. Например, о специфических генах, которые делают людей менее восприимчивыми к опасным для когнитивных функций болезням и процессам.

О том, что такое нейрогенетика, какие наследственные факторы помогают снизить негативный эффект от окислительного стресса, как выстраивать новые связи между нейронами, и о многом другом читайте во фрагменте ниже.

Гены — инструкции по сборке и эксплуатации мозга, которые мы получили от родителеи?. И от того, какие именно инструкции нам достались, во многом зависит, насколько долго и эффективно будет работать наш «суперкомпьютер».

Ученые выяснили, что некоторые варианты генов могут быть связаны с более медленным угасанием когнитивных функции? и снижением риска возрастных неи? родегенеративных заболевании?, таких как болезнь Альцгеи? мера.

Неи? рогенетика — наука, которая изучает, как гены влияют на структуру и функции мозга, в том числе и на процессы старения.

Вот несколько примеров таких «генов долголетия мозга».

Ген APOE. Он инструктирует мозг, как обращаться с холестерином и другими жирами. Один из вариантов этого гена (APOE e2) связан с пониженным риском болезни Альцгеи? мера и лучшеи? памятью в пожилом возрасте. Вариант e4, напротив, ассоциирован с рисками болезни Альцгеи? мера.

Ген BDNF. Этот ген отвечает за питание и выживание неи? ронов, помогая образовывать новые связи между ними. Его правильные варианты могут защищать мозг от стресса и воспалении?, сохраняя ясность ума до глубокои? старости.

Ген FOXO3 — регулировщик многих процессов в клетках мозга: репарации ДНК, борьбы со свободными радикалами, утилизации поврежденных белков. Определенные варианты этого гена чаще встречаются у долгожителеи? и связаны с лучшим когнитивным здоровьем.

Гены биологических часов — CLOCK, BMAL1, PER. Они управляют циркадными ритмами — циклами сна и бодрствования, активности гормонов и обмена веществ. Правильная работа этих генов помогает мозгу восстанавливаться во сне, оптимально расходовать энергию и дольше сохранять свои функции.

Ген FGF21. Этот ген — настоящии? супергерои? в борьбе со старением. Он помогает мозгу регулировать метаболизм глюкозы и липидов, снижает окислительныи? стресс и воспаление, защищает неи? роны от повреждении?. Исследования показывают, что активация FGF21 может улучшать когнитивные функции и замедлять неи? родегенерацию.

Ген Klotho. Этот ген назван в честь греческои? богини судьбы, прядущеи? нить жизни. И не зря — он деи? ствительно может влиять на продолжительность жизни и здоровье мозга. Белок Klotho участвует в регуляции многих процессов — от обмена кальция и фосфора до защиты от окислительного стресса и воспалении?. Высокии? уровень Klotho связан с лучшеи? памятью, интеллектом и сниженным риском возрастных когнитивных нарушении?.

Ген ACE1. Этот ген контролирует работу ренин-ангиотензиновои? системы — ключевого регулятора кровяного давления и функции? сердечно-сосудистои? системы. Но он также влияет и на мозг — определенные варианты ACE1 связаны с лучшим когнитивным здоровьем, памятью и скоростью обработки информации в пожилом возрасте. Возможно, этот эффект опосредован улучшением кровоснабжения мозга и снижением риска инсультов и других сосудистых поражении?.

Ген IL6. Этот ген отвечает за синтез одноименного цитокина — белка, которыи? регулирует иммунные реакции и воспалительные процессы в организме. С однои? стороны, умеренная активность IL6 нужна для нормальнои? работы мозга, обучения и памяти. С другои? стороны, хроническое повышение уровня IL6 при старении и неи? родегенеративных заболеваниях может вести к неи? ровоспалению и повреждению неи? ронов. Поэтому золотая середина в работе этого гена очень важна для долголетия мозга.

Ген IGF1 и рецептор его белка IGF1-R. IGF1 (инсулиноподобныи? фактор роста 1) — гормон, которыи? стимулирует рост и развитие клеток, в том числе неи? ронов. Он также участвует в регуляции метаболизма глюкозы, защите от окислительного стресса и воспалении?. Исследования показывают, что оптимальныи? уровень IGF1 важен для поддержания когнитивных функции? и предотвращения неи? родегенерации при старении. Однако хроническое повышение активности IGF1 может, наоборот, ускорять старение и повышать риск возрастных заболевании?, включая онкологические.

Ген Ins (инсулина). Инсулин — это главныи? гормон, регулирующии? уровень глюкозы в крови и метаболизм клеток. Но он также влияет и на работу мозга — инсулин нужен для усвоения глюкозы неи? ронами, синтеза неи? ромедиаторов, формирования памяти. С возрастом чувствительность мозга к инсулину снижается, что может вести к нарушениям когнитивных функции? и повышать риск неи? родегенеративных заболевании?. Поэтому поддержание оптимальнои? работы гена инсулина и профилактика инсулинорезистентности важны для долголетия мозга.

Адипонектин и его ген ADIPOQ. Адипонектин — это гормон, которыи? вырабатывается жировои? тканью и участвует в регуляции метаболизма глюкозы и липидов, чувствительности к инсулину, защите от воспалении?. Исследования показывают, что высокии? уровень адипонектина связан с лучшими когнитивными функциями, памятью и сниженным риском деменции в пожилом возрасте. Возможно, этот эффект опосредован противовоспалительным и неи? ропротективным деи? ствием адипонектина на клетки мозга.

Лептин и его ген LEP. Лептин — это гормон, которыи? также вырабатывается жировои? тканью и регулирует аппетит, расход энергии, метаболизм, активность иммунных клеток. Но он также влияет и на функции мозга — лептин участвует в процессах обучения и памяти, неи? рогенезе, защите неи? ронов от повреждении?. Снижение уровня лептина или чувствительности мозга к нему при старении и ожирении может вести к когнитивным нарушениям и неи? родегенерации. Поэтому оптимальная работа гена лептина и поддержание нормальнои? массы тела важны для здоровья мозга в любом возрасте.

Ген ELOVL2 (Elongation of Very Long Chain Fatty Acids Protein 2). Этот ген кодирует фермент, которыи? участвует в синтезе особых Омега-3 и Омега-6 полиненасыщенных жирных кислот из более коротких предшественников, поступающих с пищеи?. Эти жирные кислоты необходимы для построения мембран неи? ронов, передачи сигналов между ними, регуляции воспаления и защиты от окислительного стресса. С возрастом активность гена ELOVL2 снижается, что может вести к дефициту Омега-3 и Омега-6 в мозге и нарушению его функции?. Поэтому поддержание оптимальнои? работы этого гена (например, с помощью диеты, богатои? этими жирными кислотами, прежде всего Омега-3) может помочь сохранить здоровье мозга в пожилом возрасте.

Ген LPA (Lipoprotein (a)). Этот ген кодирует особыи? вид липопротеина — Lp (a), которыи? участвует в транспорте холестерина и других липидов в крови. Высокии? уровень белка Lp (a) является фактором риска сердечно-сосудистых заболевании?, таких как атеросклероз и инсульт. Но недавние исследования показывают, что Lp (a) также может влиять на здоровье мозга — он может накапливаться в сосудах мозга, вызывать воспаление и окислительныи? стресс, нарушать кровоснабжение и способствовать неи? родегенерации. Поэтому контроль уровня Lp (a) в крови, а также профилактика его повышения, например, с помощью диеты, богатои? клетчаткои? и беднои? насыщенными жирами, может быть важен для профилактики возрастных когнитивных нарушении?. В настоящее время на последнеи? стадии клиническои? апробации находится миРНК терапия против его повышения (липодизиран).

Ген VCAM1 (Vascular Cell Adhesion Molecule 1). Этот ген кодирует особыи? белок, которыи? «прилипает» к иммунным клеткам и помогает им проникать в ткани из кровотока, мигрировать к очагу воспаления или поранения. Повышенная экспрессия VCAM1 наблюдается при различных воспалительных заболеваниях, в том числе при неи? ровоспалении и неи? родегенерации. Исследования показывают, что блокирование VCAM1 может уменьшать приток иммунных клеток в мозг или сетчатку глаза, снижать воспаление и защищать неи? роны от повреждении?. Поэтому терапевтическое воздеи? ствие на этот ген (например, с помощью противовоспалительных препаратов или специфических ингибиторов) может быть перспективным подходом для профилактики и лечения возрастных заболевании? мозга.

Конечно, это далеко не полныи? список «генов долголетия мозга». Каждыи? год ученые открывают все новые гены и их варианты, которые могут влиять на когнитивное здоровье и темпы старения мозга. Например, недавние исследования выявили роль генов TMEM106B (участвует в утилизации поврежденных белков), SIRT6 (регулирует клеточныи? метаболизм, эпигенетику, репарацию ДНК и защиту от стресса), KIBRA (важен для консолидации памяти) и других.

Конечно, гены никакои? не приговор и не гарантия. На здоровье мозга влияет множество факторов. Хорошие гены — как бонусные баллы в игре под названием долголетие мозга. Они дают нам некоторое преимущество или убавляют шансы, но как это отразится на здоровье, зависит от нашего образа жизни и усилии?.

Кроме того, ученые активно исследуют способы «перепрограммирования» генов с помощью эпигенетических воздеи? ствии? (например, лекарств, диеты, упражнении?, медитации), геннои? терапии и других инновационных подходов.

Возможно, в будущем мы научимся апгреи? дить свои генетические инструкции и продлевать молодость мозга независимо от исходных данных.