Ученые узнали, что вызывает старение мозга и угасание памяти

 Основным механизмом старения мозга и угасания памяти и живости ума в преклонные годы является накопление случайных мутаций в геномах нервных клеток, передают ученые в статье, опубликованной в журнале Science.

"Мы уже много лет спорим о том, накапливаются ли мутации в ДНК нейронов — клеток, которые обычно не делятся и не обновляются, и влияют ли эти опечатки в геноме на снижение работоспособности мозга по мере старения человека. Раньше на этот вопрос было невозможно ответить, так как мы не могли расшифровать геномы отдельных клеток", — рассказывает Кристофер Уолш (Christopher Walsh) из Гарвардского университета (США).

В последние годы среди ученых заново возродился спор о том, что представляет собой процесс старения и смерти. Некоторые биологи и эволюционисты считают, что он носит не случайный характер и что его контролирует своеобразная "программа смерти" — набор генов, заставляющий организмы дряхлеть и умирать, уступая место новому поколению.

Пытаясь понять, так ли это на самом деле, американские генетики недавно открыли целый набор генов, потенциально связанных с работой этой "программы старения". Нарушения в их функционировании могут объяснять, почему некоторые люди и африканские грызуны голые землекопы живут на несколько десятков лет дольше, чем остальные обитатели Земли.

Пытаясь понять, так ли это на самом деле, американские генетики недавно открыли целый набор генов, потенциально связанных с работой этой "программы старения". Нарушения в их функционировании могут объяснять, почему некоторые люди и африканские грызуны голые землекопы живут на несколько десятков лет дольше, чем остальные обитатели Земли.

Сравнительно недавно ученые обнаружили в мозге мышей особую зону, которая управляет старением, однако сами принципы ее работы пока оставались загадкой. Другие биологи усомнились в этом открытии, заявив, что старением клеток мозга управляют случайные мутации, а не какая-то общая для всех программа.
Уолш и его коллеги нашли первое вещественное доказательство того, что мозг стареет из-за накопления мутаций в клетках, расшифровав ДНК полутора сотен одиночных нейронов, извлеченных из гиппокампа (центра памяти) и префронтальной коры мозга давно умерших людей.

Как рассказывают ученые, эти клетки, хранившиеся в биобанке Национальных институтов здоровья США, принадлежали трем десяткам американцев. У двух третей из них не было проблем со здоровьем, а остальные страдали двумя нейродегенеративными заболеваниями: ксеродермой (синдромом "ребенка-вампира") и похожим на нее синдромом Коккейна.

Нейроны носителей этих болезней преждевременно стареют и начинают массово гибнуть уже в детстве, и ученых давно интересовало, связано ли это с нарушениями в механизмах починки ДНК, характерными для этих синдромов, или с какими-то другими изменениями в работе клеток. Для ответа на этот вопрос Уолш и его команда извлекли нити ДНК из каждой клетки, размножили и расшифровали их и сопоставили наборы мелких мутаций в каждом нейроне.

Оказалось, что число мутаций в мозге здоровых людей действительно плавно растет с возрастом, причем скорость их накопления заметно различалась для гиппокампа и коры. В целом новые мутации появлялись в клетках гиппокампа гораздо быстрее, чем в нейронах коры, что может объяснять, почему люди в старости хуже запоминают новую информацию.

Что интересно, возрастные мутации появлялись в нейронах из-за двух взаимосвязанных нарушений: ошибок при починке разрывов в ДНК и повреждений ее нити при появлении молекул оксидантов в ядре клеток. Это приводило к ускоренной гибели клеток носителей синдрома Коккейна и ксеродермы, так как в них отсутствуют механизмы, предотвращающие подобные поломки.

Все это, как считают ученые, говорит о том, что мозг стареет не по какой-то единой программе, заложенной во все клетки, а в результате накопления случайных мутаций в геномах. Соответственно, борьба с оксидантами и разрывами в ДНК может затормозить угасание памяти и общее старение мозга, заключают они.