دانشمندان از تغییراتی در مغز افراد بالای ۵۰ سال خبر داده‌اند

به گزارش مجله خبری نگار، دانشمندان یک تغییر ساختار عمده در مغز را کشف کرده‌اند که از میانسالی شروع می‌شود و به ویژه بین سنین ۵۰ تا ۷۵ سالگی قابل توجه است. در این دوران، سلول‌های ایمنی تغییر می‌کنند، سلول‌هایی که از سد محافظ مغز پشتیبانی می‌کنند ضعیف می‌شوند و سازماندهی سه‌بعدی ژنوم نظم کمتری پیدا می‌کند. ایزوستیا در مورد چگونگی بازسازی عملکرد مغز در سطوح سلولی و ژنتیکی توسط پیری گزارش می‌دهد.

بعد از ۵۰ سال چه اتفاقی برای مغز می‌افتد؟

محققان بررسی کردند که چگونه تنظیم ژن و سازماندهی فضایی ژنوم با افزایش سن در سلول‌های هیپوکامپ، ناحیه‌ای از مغز که نقش کلیدی در یادگیری و حافظه دارد، تغییر می‌کند. برای انجام این کار، دانشمندان از روش‌های مدرن تجزیه و تحلیل تک سلولی استفاده کردند و نمونه‌های مغزی افراد در سنین مختلف را بررسی کردند. این مطالعه در مجله Science منتشر شد.

یکی از قابل توجه‌ترین دوره‌های تغییر بین سنین تقریباً ۵۰ تا ۷۵ سالگی بود. در این مدت، تعداد میکروگلیا‌ها - سلول‌های ایمنی در مغز که در طول رشد جنینی تشکیل می‌شوند - به شدت کاهش یافت. همزمان، آنها به طور فزاینده‌ای توسط سلول‌هایی با ویژگی‌های مولکولی مشابه سلول‌های ایمنی موجود در خون جایگزین شدند.

به گفته دانشمندان، این یافته، این تصور را که میکروگلیا‌هایی که در اوایل رشد تشکیل می‌شوند، در طول زندگی در مغز انسان باقی می‌مانند، به چالش می‌کشد. اگرچه میکروگلیا‌ها برای حفظ هموستاز مغز بسیار مهم هستند، اما سلول‌های تازه تشکیل‌شده علائم بارزتری از فعالیت التهابی را نشان دادند. محققان معتقدند که این سازماندهی مجدد ممکن است با التهاب مزمن در مغز در حال پیر شدن مرتبط باشد.

میکروگلیا‌ها عملکرد‌های دفاعی ایمنی را در مغز انجام می‌دهند و به حفظ عملکرد طبیعی مغز کمک می‌کنند. محققان کشف کرده‌اند که نه تنها تعداد این سلول‌ها، بلکه منشأ و ویژگی‌های مولکولی آنها نیز با افزایش سن تغییر می‌کند.

سلول‌هایی که جایگزین برخی از میکروگلیا‌های جنینی می‌شوند، ویژگی‌هایی مشابه سلول‌های ایمنی خون را نشان می‌دهند. علاوه بر این، آنها ویژگی‌های التهابی برجسته‌تری را نشان می‌دهند. دانشمندان معتقدند که این امر ممکن است در حفظ التهاب مزمن در مغز با افزایش سن نقش داشته باشد.

بینگ رن، دارای مدرک دکترا، یکی از نویسندگان این مطالعه، مدیر علمی و مدیرعامل مرکز ژنوم نیویورک است.

وقتی این سلول‌ها نتوانند وظایف حیاتی خود را انجام دهند، مواد سمی تجمع می‌یابند که می‌تواند فرآیند‌های التهابی را تحریک کند و در ایجاد بیماری‌های عصبی نقش داشته باشد.

محققان همچنین کاهش قابل توجهی در جمعیت سلولی که به حفظ سد خونی-مغزی کمک می‌کنند، کشف کردند. این سیستم مغز را از مواد بالقوه مضر موجود در خون محافظت می‌کند. بنابراین، تغییرات مرتبط با سن بر اجزای مختلف سیستم دفاعی مغز تأثیر می‌گذارد - از سلول‌های ایمنی گرفته تا مکانیسم‌هایی که بافت عصبی را از جریان خون جدا می‌کنند.

چرا دفاع مغز ضعیف می‌شود؟

این تغییرات نه تنها سلول‌های ایمنی را تحت تأثیر قرار دادند. دانشمندان کاهش جمعیت سلول‌های دخیل در حفظ سد خونی-مغزی را کشف کردند. همزمان، آنها تغییراتی را در عملکرد ژنومی در چندین نوع سلول مغزی ثبت کردند.

درون یک سلول، DNA به صورت تصادفی در هسته چیده نشده است. این DNA به صورت یک ساختار سه‌بعدی پیچیده تا می‌خورد که به تنظیم فعالیت ژن کمک می‌کند - تعیین می‌کند که کدام ژن‌ها باید روشن یا خاموش شوند. تحقیقات نشان داده است که این سازماندهی فضایی با افزایش سن، نظم کمتری پیدا می‌کند. دانشمندان معتقدند که زوال ساختار ژنومی ممکن است یکی از نشانه‌های اساسی پیری مغز باشد.

این کار نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در درک چگونگی تغییر ژنوم انسان در سلول‌های مغزی توسط پیری است. این نتایج نیاز مبرم به مطالعه تنظیم ژن و سازماندهی ژنوم را برای دستیابی به درک مکانیسمی از فرآیند پیری نشان می‌دهد.

دانشمندان به این نتیجه رسیده‌اند که تغییرات مرتبط با سن در مغز را نمی‌توان صرفاً به عنوان یک زوال تدریجی عملکرد آن توصیف کرد. طبق این مطالعه، سلول‌های ایمنی، سیستم عروقی، نورون‌ها و سازماندهی ژنومی به طور همزمان دستخوش سازماندهی مجدد می‌شوند.

شیانگمین شو، دکترا، استاد و مدیر مرکز نقشه‌برداری مدار عصبی در دانشگاه کالیفرنیا، ایروین، و یکی از نویسندگان این مطالعه

نکته مهم این است که این مطالعه نشان می‌دهد که پیری صرفاً یک زوال تدریجی نیست، بلکه یک بازسازی هماهنگ و پویا در سیستم‌های ایمنی، عروقی و عصبی است.

محققان معتقدند که این یافته‌ها ممکن است به درک بهتر این موضوع کمک کند که چرا خطر ابتلا به بیماری‌های عصبی، از جمله بیماری آلزایمر، با افزایش سن افزایش می‌یابد. این کار همچنین امکان شناسایی اهداف بالقوه با هدف حفظ عملکرد طبیعی سلول‌های مغزی و ارتباطات عصبی در طول زندگی را فراهم می‌کند.