محققان دو مکانیسم پیری مغز را کشف کرده‌اند.

به گزارش مجله خبری نگار، یک تیم بین‌المللی از دانشمندان علوم اعصاب، دو مکانیسم مستقل را شناسایی کرده‌اند که مغز انسان در طول زندگی از طریق آنها رو به زوال می‌رود. مشخص شده است که سن و سلامت متابولیک از طریق مسیر‌های مختلفی بر مغز تأثیر می‌گذارند. این مطالعه شامل بیش از ۳۶۰۰ شرکت‌کننده از دو پایگاه داده اصلی علوم اعصاب بود. این گزارش در مجله علمی PLoS Biology منتشر شد.

دو مسیر برای تخریب مغز

دانشمندان دانشگاه مک‌گیل (کانادا) از تجزیه و تحلیل آماری چند متغیره برای مقایسه همزمان داده‌های MRI مغز با بیوشیمی خون، فشار خون، شاخص توده بدنی و سن استفاده کردند. این تجزیه و تحلیل شامل MRI ساختاری، MRI انتشاری، MRI عملکردی و برچسب‌گذاری چرخش شریانی بود، روشی که امکان ارزیابی جریان خون در مغز را بدون استفاده از عوامل کنتراست فراهم می‌کند.

این تجزیه و تحلیل به طور جداگانه برای مردان و زنان انجام شد و تفاوت‌های شناخته شده در جریان خون مغزی و سطح هورمونی در نظر گرفته شد. در طول مطالعه، محققان دو رابطه ثابت بین سلامت مغز و شاخص‌های فیزیولوژیکی را شناسایی کردند که "محور پیری" و "محور متابولیک" نامیده می‌شوند.

یافته کلیدی این بود که این دو محور به طور مستقل وجود دارند: تغییرات وابسته به سن در عملکرد مغز و فرآیند‌های مرتبط با اختلالات متابولیک، مکانیسم‌های متمایزی را نشان می‌دهند. آنها می‌توانند به طور همزمان توسعه یابند، اما پیامد مستقیم یکدیگر نیستند.

زمان با مغز چه می‌کند؟

محور اول غالب است. این محور ۶۶ تا ۷۸ درصد از کوواریانس بین پارامتر‌های مغز و نشانگر‌های زیستی را در هر دو مجموعه داده توضیح می‌دهد. سن عامل اصلی است.

با افزایش سن، قشر مغز نازک‌تر شده و یکپارچگی ساختاری خود را از دست می‌دهد.‌ام‌آر‌آی انتشاری، کاهش ناهمسانگردی کسری - شاخصی از نظم فیبر عصبی - و افزایش میانگین انتشار را نشان می‌دهد که نشان‌دهنده آسیب ماده سفید است. همزمان، شیوع افزایش شدت ماده سفید افزایش می‌یابد - مناطقی که در‌ام‌آر‌آی به صورت نقاط روشن قابل مشاهده هستند و نشان دهنده ایسکمی مزمن بافت مغز می‌باشند.

تغییرات عروقی نیز کمتر از این موارد نیستند. نویسندگان افزایش زمان عبور خون از شریان‌ها - زمانی که طول می‌کشد تا خون از شریان‌های بزرگ به مویرگ‌های مغزی برسد - را ثبت کردند. این امر به طور غیرمستقیم نشان دهنده کاهش خاصیت ارتجاعی عروق و افزایش اختلال عملکرد عروق مغزی است. مناطقی که بیشترین افزایش زمان عبور را داشتند، با مناطق حداکثر انتشار همزمان بودند که نشان دهنده وخامت همزمان ریزساختار و خون‌رسانی است.

مشخصات بیوشیمیایی «محور سنی» شامل هورمون محرک فولیکول، هورمون لوتئینیزه کننده، ویتامین D، کراتینین، اوره، هموگلوبین گلیکوزیله و فشار متوسط ​​شریانی بود. همه این پارامتر‌ها به طور منظم با افزایش سن تغییر می‌کنند و منعکس کننده پیری سیستمیک هستند: کاهش عملکرد کلیه، تغییرات غدد جنسی و افزایش مقاومت عروقی.

متابولیسم با مغز چه می‌کند؟

محور دوم - محور متابولیک - ۱۲ تا ۱۵ درصد از کوواریانس داده‌ها را توضیح می‌دهد. مشخصات بیوشیمیایی آن به طور قابل توجهی با مشخصات مرتبط با سن متفاوت است: BMI بالا، فشار خون بالا، سطح هموگلوبین گلیکوزیله، گلوکز، انسولین، ALT (نشانگر سلامت کبد) و کاهش سطح لیپوپروتئین با چگالی بالا (HDL یا کلسترول "خوب").

در مغز، این ترکیب متابولیکی در درجه اول با کاهش پرفیوژن مغزی - جریان خون مغزی - مرتبط بود. جریان خون پل اصلی بین وضعیت متابولیک و عملکرد مغز بود. سایر ویژگی‌های ساختاری - ضخامت قشر مغز، پارامتر‌های انتشار و حجم‌ها - سهم قابل توجهی کمتری داشتند.

نویسندگان منطق بیولوژیکی این ارتباط را از طریق زنجیره‌ای از رویداد‌ها ردیابی می‌کنند. وزن اضافی سیستم عصبی سمپاتیک و آبشار رنین-آنژیوتانسین-آلدوسترون را فعال می‌کند و منجر به فشار خون شریانی می‌شود. به موازات آن، مقاومت به انسولین ایجاد می‌شود: سلول‌ها دیگر به اندازه کافی به انسولین پاسخ نمی‌دهند، متابولیت‌های لیپیدی در بافت‌ها تجمع می‌یابند و عملکرد اندوتلیال مختل می‌شود. این امر تولید اکسید نیتریک را سرکوب کرده و اسپاسم عروقی را افزایش می‌دهد. در نتیجه، مغز خون کمتری دریافت می‌کند.

HDL پایین وضعیت را تشدید می‌کند: این لیپوپروتئین دارای خواص ضد التهابی و آنتی‌اکسیدانی است، از اندوتلیوم در برابر آسیب محافظت می‌کند و مانع از ایجاد پلاک‌های آترواسکلروتیک می‌شود. هنگامی که سطح آن کاهش می‌یابد، مقاومت عروقی کاهش می‌یابد و مغز را به ویژه در برابر افت خون‌رسانی آسیب‌پذیر می‌کند.

نویسندگان تأکید کردند که محور متابولیک حتی پس از حذف آماری سن از همه متغیرها، ثابت باقی ماند. این موضوع تأیید می‌کند که اختلالات متابولیک به طور مستقل بر جریان خون مغزی تأثیر می‌گذارند، نه از طریق مکانیسم پیری.

مغز زنان آسیب‌پذیرتر است

تأثیرات شناختی بر دو محور، هم از نظر ماهیت و هم بر اساس جنسیت متفاوت بود. افرادی که نمرات بالایی در محور پیری داشتند، در وظایف مربوط به انعطاف‌پذیری شناختی و هوش عمومی عملکرد بدتری داشتند، اما در آزمون‌های هوش متبلور - دانش و مهارت‌هایی که در طول زندگی جمع‌آوری شده است - نمرات بالاتری نشان دادند. این نتایج با مفاهیم کلاسیک تغییرات مرتبط با سن در عملکرد شناختی سازگار است.

علاوه بر این، محور متابولیک تأثیر منفی قابل توجهی بر انعطاف‌پذیری شناختی در زنان داشت، در حالی که این تأثیر در مردان به طور قابل توجهی کمتر بود. شرکت‌کنندگانی که "بار" متابولیکی بالاتری داشتند، در وظایف هوش سیال عملکرد بدتری داشتند: حل مسائل جدید، پردازش سریع اطلاعات و تغییر بین قوانین.

نویسندگان این موضوع را به نقش احتمالی هورمون‌های جنسی در تنظیم سد خونی-مغزی، عملکرد اندوتلیال و واکنش‌پذیری عروقی نسبت می‌دهند - که همگی به اختلالات متابولیک حساس هستند. به گفته محققان، این یافته‌ها ممکن است تا حدی شیوع بالاتر بیماری آلزایمر در زنان را توضیح دهد.

متابولیسم قابل اصلاح است

برخلاف سن، سلامت متابولیک یک عامل قابل اصلاح است. نویسندگان به داده‌هایی استناد می‌کنند که نشان می‌دهد کاهش وزن، چه پس از جراحی چاقی و چه در نتیجه یک برنامه غذایی و ورزشی ۱۲ ماهه، جریان خون مغزی را افزایش می‌دهد. برخی از تغییرات ساختاری و عملکردی در مغز که با چاقی مرتبط هستند نیز با کاهش وزن قابل برگشت هستند.

کاهش مزمن جریان خون مغزی، پاکسازی پروتئین‌های سمی توسط مغز را مختل می‌کند، استرس اکسیداتیو را تحریک می‌کند و تجمع بتا آمیلوئید، که پیش‌ساز تغییرات پاتولوژیک در بیماری آلزایمر است، را افزایش می‌دهد. حفظ سلامت متابولیک می‌تواند این روند را کند یا از آن جلوگیری کند.

منبع: iz