Neuronauka starzenia się

Neuronauka o starzeniu się to nauka o zmianach w układzie nerwowym zachodzących wraz z wiekiem . Starzenie się wiąże się z wieloma zmianami w ośrodkowym układzie nerwowym, takimi jak łagodny zanik kory, który jest uważany za niepatologiczny. Starzenie się jest również związane z wieloma chorobami neurologicznymi i neurodegeneracyjnymi, takimi jak stwardnienie zanikowe boczne , demencja , łagodne upośledzenie funkcji poznawczych , choroba Parkinsona i choroba Creutzfeldta-Jakoba .

Normalne zmiany strukturalne i nerwowe

Neurogeneza występuje bardzo rzadko u dorosłych, tylko w niewielkim stopniu występuje w podwzgórzu i prążkowiu w procesie zwanym neurogenezą dorosłych . Objętość mózgu faktycznie zmniejsza się o około 5% na dekadę po czterdziestce. Obecnie nie jest jasne, dlaczego objętość mózgu zmniejsza się wraz z wiekiem, jednak kilka przyczyn może obejmować: śmierć komórek, zmniejszoną objętość komórek i zmiany w strukturze synaptycznej. Zmiany objętości mózgu są niejednorodne w regionach, przy czym kora przedczołowa otrzymuje najbardziej znaczące zmniejszenie objętości, a następnie prążkowie, płat skroniowy, robak móżdżku, półkule móżdżku i hipokamp. Jednak jeden przegląd wykazał, że ciało migdałowate i brzuszno-przyśrodkowa kora przedczołowa pozostały stosunkowo wolne od atrofii, co jest zgodne z odkryciem stabilności emocjonalnej występującej przy niepatologicznym starzeniu. Powiększenie komór, bruzd i bruzd jest również częstym objawem starzenia niepatologicznego.

Zmiany mogą być również związane z neuroplastycznością, funkcjonalnością synaptyczną i kanałami wapniowymi bramkowanymi napięciem . Zwiększona wielkość hiperpolaryzacji, prawdopodobnie w wyniku dysfunkcyjnej regulacji wapnia, prowadzi do zmniejszenia szybkości wyładowań neuronów i zmniejszenia plastyczności. Efekt ten jest szczególnie wyraźny w hipokampie starszych zwierząt i może być ważnym czynnikiem przyczyniającym się do deficytów pamięci związanych z wiekiem. Hiperpolaryzację neuronu można podzielić na trzy etapy: hiperpolaryzację szybką, średnią i wolną. W starzejących się neuronach średnie i wolne fazy hiperpolaryzacji obejmują przedłużone otwieranie zależnych od wapnia kanałów potasowych. Wysunięto hipotezę, że wydłużenie tej fazy jest wynikiem deregulacji wapnia i hipoaktywności szlaków cholinergicznych, dopaminergicznych, serotonergicznych i glutaminergicznych.

Normalne zmiany funkcjonalne

Pamięć epizodyczna zaczyna stopniowo zanikać od wieku średniego, podczas gdy pamięć semantyczna wzrasta aż do wczesnej starości, a następnie maleje. Starsi dorośli mają tendencję do częstszego angażowania kory przedczołowej podczas zadań związanych z pamięcią roboczą, prawdopodobnie w celu kompensacji funkcjami wykonawczymi. Dalsze upośledzenia funkcji poznawczych związane ze starzeniem obejmują spadek szybkości przetwarzania i niezdolność do skupienia się. Model zaproponowany w celu uwzględnienia zmienionych pozycji aktywacji, które zmniejszają wydajność neuronów napędzaną przez blaszki amyloidowe i zmniejszają funkcjonalność dopaminy, prowadzą do aktywacji kompensacyjnej. Zmniejszone przetwarzanie bodźców negatywnych w przeciwieństwie do bodźców pozytywnych pojawia się wraz z wiekiem i staje się na tyle znaczące, że można je wykryć nawet przy autonomicznych reakcjach nerwowych na bodźce o ładunku emocjonalnym. Starzenie się jest również związane ze spadkiem odruch podeszwowy i odruch Achillesa . Przewodnictwo nerwowe zmniejsza się również podczas normalnego starzenia.

uszkodzenie DNA

kory czołowej człowieka wykazują zmniejszoną ekspresję transkrypcji po 40 roku życia, a zwłaszcza po 70 roku życia. W szczególności geny, które odgrywają główną rolę w plastyczności synaptycznej, wykazują zmniejszoną ekspresję wraz z wiekiem . Promotory genów o obniżonej ekspresji w korze starszych osobników mają wyraźny wzrost uszkodzeń DNA , prawdopodobnie uszkodzeń oksydacyjnych DNA .

Zmiany patologiczne

Około 20% osób w wieku powyżej 60 lat ma zaburzenia neurologiczne, przy czym najczęściej występują zaburzenia epizodyczne, a następnie pozapiramidowe zaburzenia ruchowe i zaburzenia nerwowe. Choroby powszechnie kojarzone ze starością to m.in

Nieprawidłowe fałdowanie białek jest częstym elementem proponowanej patofizjologii wielu chorób związanych ze starzeniem się, jednak nie ma wystarczających dowodów, aby to udowodnić. Na przykład hipoteza tau dotycząca choroby Alzheimera sugeruje, że akumulacja białka tau powoduje rozpad cytoszkieletu neuronów prowadzący do choroby Alzheimera. Inny proponowany mechanizm choroby Alzheimera jest związany z akumulacją amyloidu beta . w podobnym mechanizmie do propagacji prionów choroby Creutzfeldta-Jakoba. Podobnie przypuszcza się, że białko alfa-synukleina gromadzi się w chorobie Parkinsona i chorobach pokrewnych.

Chemio-mózg

chemioterapeutykami przeciwnowotworowymi często działa toksycznie na komórki mózgu, prowadząc do utraty pamięci i dysfunkcji poznawczych , które mogą utrzymywać się długo po okresie narażenia. Ten stan, określany jako chemo-mózg, wydaje się być spowodowany uszkodzeniami DNA, które powodują zmiany epigenetyczne w mózgu, które przyspieszają proces starzenia się mózgu.

Kierownictwo

Leczenie choroby neurologicznej związanej z wiekiem różni się w zależności od choroby. Modyfikowalne czynniki ryzyka demencji obejmują cukrzycę , nadciśnienie , palenie tytoniu , hiperhomocysteinemię , hipercholesterolemię i otyłość (która zwykle wiąże się z wieloma innymi czynnikami ryzyka demencji). Paradoksalnie palenie zapewnia ochronę przed chorobą Parkinsona . Spożywanie kawy lub kofeiny zapewnia również korzyści ochronne dla chorób neurologicznych związanych z wiekiem. Spożywanie owoców, ryb i warzyw zapewnia ochronę przed demencją, podobnie jak dieta śródziemnomorska . Ćwiczenia fizyczne znacznie zmniejszają ryzyko pogorszenia funkcji poznawczych w starszym wieku i są skutecznym sposobem leczenia osób z demencją i chorobą Parkinsona .