Mõni ajupiirkond hoiab vananedes nooruslikku ühenduvust
See võime säilitada „lapsemeelset” võimet täiskasvanueas aitab potentsiaalselt kaasa meie võimele vananedes uusi oskusi õppida ja uusi mälestusi kujundada.
St. Louisi Washingtoni ülikooli meditsiinikooli ja Seattle'is asuva Alleni ajuteaduse instituudi teadlased jõudsid uute leidudeni, võrreldes aju eri piirkondade geeniaktiivsuse taset.
Nad tegid kindlaks täiskasvanute ajupiirkonnad, kus rakkude vaheliste uute ühenduste loomisega seotud geenide aktiivsus on kõrgem. Samad geenid on väga aktiivsed ka noorte ajude puhul, nii et teadlased nimetasid seda geeniaktiivsuse mustrit "lapselikuks".
"Me juba teadsime, et täiskasvanud inimese ajus on nende geenide seas üldiselt rohkem aktiivsust, võrreldes teiste lähedaste sugulustega, sealhulgas šimpansi ja ahviga," ütles esimene autor Manu S. Goyal, MD.
"Meie uued tulemused seovad selle tegevuse energiatootmise vormiga, mis on teadaolevalt kasulik bioloogiliste struktuuride ülesehitamiseks, näiteks aju ühenduste lisamiseks vajalikud uued närvirakkude harud."
Teadlased usuvad, et ajurakkude vahelised uued seosed aitavad kodeerida uusi mälestusi ja oskusi kaua aega pärast seda, kui aju enam ei kasva.
Uuring on avaldatud ajakirjas Rakkude ainevahetus.
Mitu aastat tagasi uuris vanemteadur M. D. Marcus Raichle aju ohtrat suhkru- ja hapnikutarbimist energia saamiseks ja muude funktsioonide võimaldamiseks, kui märkas, et mõned ajupiirkonnad tarbivad suhkrut erakordselt suure kiirusega.
Hiljem näitas ta ja tema kolleegid, et see oli tingitud sellest, et need piirkonnad osalesid aktiivselt alternatiivses energiatootmisprotsessis, mida nimetatakse aeroobseks glükolüüsiks.
"Aeroobne glükolüüs on juhtumisi suhkrutarbimise vorm, mida soodustavad vähirakud ja muud kiiresti kasvavad rakud," ütles Goyal.
"See pani meid mõtlema, kas aeroobset glükolüüsi kasutavad ajupiirkonnad olid ka kõige lapseliku geeniaktiivsusega, nimelt need, mis aitavad luua uusi ajurakkude ühendusi."
Uue uuringu jaoks tegi Raichle koostööd Ph.D. Michael Hawrylycziga ja lõi andmebaasi Allen Human Brain Atlas, mis kirjeldab geenide aktiivsust aju erinevates osades ja erinevas vanuses inimestelt.
Kui teadlased kasutasid atlase abil geeniaktiivsust aeroobse glükolüüsi kiirusega ajupiirkondades, leidsid nad, et neil piirkondadel oli rohkem lapselikku geeniaktiivsust kui teistel ajupiirkondadel.
Samuti tuvastasid nad enam kui 100 geeni, mis olid nendes piirkondades pidevalt aktiivsemad kui teistes.
Uuringu osana analüüsis Goyal ka teiste teadlaste varasemate uuringute andmeid, et näidata, et väikelastel on ajus rohkem aeroobset glükolüüsi.
"Täiskasvanute ajus moodustab aeroobne glükolüüs umbes 10–12 protsenti kogu suhkrutarbimisest," ütles ta.
"Väikelastel moodustab aeroobne glükolüüs 30–40 protsenti kogu suhkrukasutusest."
Aeroobne glükolüüs on energia tootmiseks vähem efektiivne kui oksüdatiivne glükolüüs, alternatiivne meetod, mis kasutab hapnikku ja suhkrut. Kuid teadlaste arvates on esimene kiirema kasvu jaoks parem energiaallikas.
"Isegi täiskasvanute seas on aju osi, mis on endiselt kiiresti muutuvad ja kohanevad, ja seetõttu kasutatakse aeroobset glükolüüsi jätkuvalt täiskasvanu ajus," ütles Goyal.
Nüüd uurivad teadlased, kas probleemid spetsiifilistes aeroobset glükolüüsi kasutavates ajurakkudes põhjustavad neurodevelopmentalseid probleeme nagu autism või vaimne alaareng või neurodegeneratiivsed häired nagu Alzheimeri tõbi.
"Võime toetada täiskasvanute ajurakkude ainevahetusvajadusi uute ühenduste loomiseks võib ühel päeval olla oluline ajukahjustuste ja neurodegeneratiivsete häirete raviks," selgitas Goyal. "Meil on palju tööd teha, kuid see on intrigeeriv sissevaade."
Allikas: Washingtoni ülikool - St. Louis
