Όσο περνούν τα χρόνια, ο εγκέφαλος αρχίζει να αλλάζει με τρόπους που τον κάνουν πιο ευάλωτο στις ασθένειες. Μια νέα, λεπτομερής μελέτη, που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Nature Communications, δείχνει ότι ορισμένες από αυτές τις αλλοιώσεις μπορεί να προληφθούν ή ακόμη και να αντιστραφούν.

Ερευνητές από το Ινστιτούτο Leibniz για τη Γήρανση στη Γερμανία ανέλυσαν την ισορροπία των πρωτεϊνών του εγκεφάλου σε νεαρά και ηλικιωμένα ποντίκια, εντοπίζοντας διαφορές σε μια διαδικασία που ονομάζεται ουβικιτυλίωση.

Η ουβικιτυλίωση προσθέτει χημικές «ετικέτες» στις πρωτεΐνες, δείχνοντας στον εγκέφαλο ποιες έχουν ολοκληρώσει τον κύκλο ζωής τους και πρέπει να ανακυκλωθούν. Στους εγκεφάλους των ηλικιωμένων ποντικιών, αυτές οι ετικέτες φαίνεται να συσσωρεύονται σε συγκεκριμένες πρωτεΐνες.

«Οι αναλύσεις μας έδειξαν ότι η γήρανση προκαλεί θεμελιώδεις αλλαγές στον τρόπο με τον οποίο οι πρωτεΐνες του εγκεφάλου φέρουν χημικές σημάνσεις. Η διαδικασία της ουβικιτυλίωσης λειτουργεί σαν μοριακός διακόπτης: καθορίζει αν μια πρωτεΐνη θα παραμείνει ενεργή, θα αλλάξει λειτουργία ή θα αποδομηθεί», εξήγησε ο μοριακός βιολόγος Alessandro Ori.

Με περαιτέρω δοκιμές σε ανθρώπινους νευρώνες που αναπτύχθηκαν στο εργαστήριο από βλαστοκύτταρα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι περίπου το 1/3 αυτής της συσσώρευσης οφειλόταν στην επιβράδυνση του μηχανισμού του εγκεφάλου που ανακυκλώνει τις πρωτεΐνες.

Αν και είναι γνωστό εδώ και καιρό ότι η διαχείριση και η απομάκρυνση πρωτεϊνών γίνονται λιγότερο αποτελεσματικές με την ηλικία, το νέο στοιχείο είναι η λεπτομερής σύνδεση με την ουβικιτυλίωση και τη σταδιακή συσσώρευση ετικετών που θα έπρεπε να απομακρύνονται από το σύστημα ανακύκλωσης του εγκεφάλου.

«Αυτό το καλά ρυθμισμένο σύστημα χάνει σταδιακά την ισορροπία του: πολλές ετικέτες συσσωρεύονται, ενώ κάποιες χάνονται, ανεξάρτητα από την ποσότητα της κάθε πρωτεΐνης», σημείωσε ο Ori.

Οι ερευνητές δοκίμασαν επίσης να δώσουν στα ηλικιωμένα ποντίκια διατροφή περιορισμένων θερμίδων για τέσσερις εβδομάδες και στη συνέχεια να τα επιστρέψουν στη συνηθισμένη τους διατροφή, για να δουν αν αυτό θα επηρέαζε την ουβικιτυλίωση. Για ορισμένες πρωτεΐνες, αυτή η διατροφική παρέμβαση επανέφερε τη χημική σήμανση στα επίπεδα που παρατηρούνται σε νεότερα ζώα όταν επανήλθαν στη φυσιολογική τους διατροφή.

Αν και οι ερευνητές δεν εξέτασαν λεπτομερώς τους μηχανισμούς πίσω από αυτή την αλλαγή, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η σήμανση των πρωτεϊνών στον εγκέφαλο (μια διαδικασία καθοριστική για την υγεία του) μπορεί να ρυθμιστεί μέσω της διατροφής, ακόμη και σε μεγαλύτερη ηλικία.

Βέβαια, υπάρχουν αρκετές επιφυλάξεις, καθώς τίποτα από αυτά δεν έχει ακόμη δοκιμαστεί σε ανθρώπους. Ωστόσο, η μελέτη αποτελεί σημαντικό βήμα για την κατανόηση των αλλαγών που συμβαίνουν στον εγκέφαλο με την πάροδο του χρόνου.

Αυτό θα μπορούσε να αποδειχθεί καθοριστικό για τη βελτίωση θεραπειών σε παθήσεις όπου η ισορροπία των πρωτεϊνών του εγκεφάλου παίζει ρόλο, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ.

Ο εγκέφαλος είναι ένα εξαιρετικά περίπλοκο όργανο, γεγονός που κάνει τη μελέτη του ιδιαίτερα απαιτητική. Ακόμη και σε αυτή την έρευνα, οι παρατηρούμενες αλλαγές δεν ήταν ίδιες σε όλες τις πρωτεΐνες ή σε όλα τα συστήματα διαχείρισης πρωτεϊνών.

«Τα αποτελέσματά μας δείχνουν ότι ακόμη και σε προχωρημένη ηλικία, η διατροφή μπορεί να επηρεάσει σημαντικά τις μοριακές διεργασίες του εγκεφάλου. Ωστόσο, η διατροφή δεν επηρεάζει όλες τις διεργασίες της γήρανσης στον εγκέφαλο με τον ίδιο τρόπο: κάποιες επιβραδύνονται, ενώ άλλες παραμένουν σχεδόν ίδιες ή ακόμη και εντείνονται», ανέφερε ο Ori.