Что вызывает когнитивное ухудшение в пожилом возрасте и что может замедлить его?

Причины и замедление когнитивного ухудшения в пожилом возрасте.

Поделиться на Pinterest
Исследования на мышах в некоторой степени объясняют, почему когнитивный упадок происходит позднее в жизни и почему некоторые активности помогают ему предотвратить. Кредит за изображение: Thanasis Zovoilis/Getty Images.
  • Каждый человек испытывает некоторое ухудшение своих мыслительных и памятных навыков по мере старения, но ученые до сих пор не знают точно, почему.
  • Возрастные синдромы, такие как деменция, ускоряют темп когнитивного упадка, в то время как некоторые факторы образа жизни могут замедлить его.
  • Одно недавнее исследование, проведенное на мышах, может теперь раскрыть основной механизм когнитивного упадка, связанного с нормальным старением.
  • Другое недавнее исследование, также на мышах, предполагает, что социальное взаимодействие, когнитивная тренировка и физические упражнения могут замедлить когнитивный упадок по мере старения.

Когнитивные процессы – это процесс мышления, обучения, запоминания, осознания окружающей среды и использования суждений – меняются по мере старения.

Поскольку нервные клетки и синапсы в мозгу меняются со временем, наша способность быстро обрабатывать информацию и принимать решения снижается.

Большинство людей замечает постепенное снижение, начиная примерно с 50 лет. Однако это небольшое снижение скорости обработки информации и рабочей памяти, как правило, сопровождается улучшением накопленных знаний до глубокой старости.

Но что вызывает эти изменения? Новое исследование на мышах предполагает, что изменения в белке мозга могут нарушить синаптическую пластичность – способность нервных клеток изменять силу своих связей – что приводит к ухудшению памяти. Это исследование опубликовано в Science Signaling.

Другое исследование, также на мышах, предполагает, что мы можем помочь замедлить возрастной когнитивный упадок. В этом исследовании, опубликованном в журнале Aging, ученые предлагают, как социальное взаимодействие, когнитивная тренировка и физические упражнения активируют фермент, который улучшает функционирование нервных клеток и синапсов, что приводит к улучшению когнитивных способностей.

Что вызывает когнитивный упадок?

В первом исследовании исследователи изучали CaM-киназу II (CaMKII), фермент, который участвует, среди прочего, в синаптической пластичности и передаче нервных импульсов через синапсы.

Изменяя этот белок мозга у мышей, они имитировали когнитивные эффекты, которые происходят при нормальном старении.

Предыдущее исследование тех же авторов предполагало, что оксид азота (NO) влияет на действие CaMKII. В этом исследовании было проведено дальнейшее исследование, и было обнаружено, что процесс, называемый S-нитрозилированием, который зависит от NO, изменяет CaMKII.

Если нитрозилирование CaMKII снижается, что происходит во время нормального старения, ухудшаются память и способность к обучению.

Профессор Улли Байер, автор исследования из Университета школы медицины Аншутц в Колорадо, рассказал Medical News Today, как это может происходить.

«Сниженное нитрозилирование CaMKII вызывает снижение синаптической локализации CaMKII, что, кажется, ухудшает его синаптические функции», – сказал он нам.

Проще говоря, снижение уровня NO замедляет передвижение нервных импульсов по связям между нервными клетками, что может вызвать когнитивный упадок.

Образ жизни и когнитивный упадок

Ученые давно знают, что здоровый образ жизни способствует улучшению здоровья мозга. Одна статья 2015 года предлагает, что физические упражнения, периодический голодание и критическое мышление необходимы для оптимального здоровья мозга на протяжении всей жизни.

Другое крупномасштабное исследование показало, что здоровый образ жизни связан с более медленным темпом упадка памяти у взрослых с нормальной когнитивной функцией.

Положительные впечатления, такие как социальное взаимодействие, физические упражнения и когнитивная тренировка, также полезны для когнитивного здоровья. Однако до сих пор неизвестно, как именно эти факторы образа жизни оказывают свое воздействие.

Теперь исследование Aging, проведенное на мышах, нашло механизм, который может объяснить, как эти положительные впечатления благотворно влияют на ваше когнитивное здоровье.

Исследователи поместили взрослых и пожилых мышей в обогащенную среду на 10 недель. Они находились в группах из восьми до десяти мышей, в больших клетках с наполнением, картонной трубой, беговым колесом, несколькими пластиковыми игрушками (туннелями, платформами, виделками) и металлической лестницей. Игрушки перемещали дважды в неделю, и каждую неделю вводили новые игрушки.

Контрольная группа находилась в стандартных клетках, в группах из двух до четырех мышей, только с наполнением и картонной трубой.

Раз в неделю исследователи использовали сухопутные и водные лабиринты, чтобы проверить когнитивные функции обеих групп. Они тестировали следующее:

  • Пространственная рабочая память – способность сохранять пространственную информацию в рабочей памяти на короткий период
  • Когнитивная гибкость – способность адаптироваться к изменяющейся среде
  • Пространственная ориентировочная память – долгосрочная способность запоминать пространственные, фактические и контекстные аспекты задачи

Как обогащение сохраняет когнитивные функции

Мыши, которые находились в обогащенной среде, показали улучшенную производительность по всем поведенческим задачам по сравнению с теми, которые находились в обычной среде. Это улучшение было особенно заметным у старых мышей.

“Наше исследование предоставляет потенциальную механистическую основу для эффектов обогащения – это устраняет “неопределенность”, связанную с такими исследованиями обогащения, и ставит их на более строгую научную основу”, – сказал соответствующий автор профессор Бруно Френгуелли, профессор нейронауки в Школе жизненных наук Университета Уорвик, Великобритания.

Исследователи не наблюдали выгоды у мышей с мутацией в MSK1 – ферменте, участвующем в нейрональной пролиферации и синаптической пластичности.

Они пришли к выводу, что MSK1 необходим для полной выгоды обогащения для когнитивных способностей, синаптической пластичности и экспрессии генов.

Проф. Френгуелли рассказал нам, как это работает:

“MSK1 – это фермент, который при активации регулирует экспрессию генов, то есть он способствует включению широкого спектра генов. Некоторые из этих генов связаны с различными формами обучения и памяти, поэтому мы считаем, что MSK1 оказывает благотворное воздействие на когнитивные способности через активацию этих генов”.

Физическая активность, общение и обучение

“Хотя наши механистические исследования проводятся на мышах, предыдущие исследования показали, что старение вызывает снижение нитрозилирования CaMKII как у мышей, так и у людей. […] Возможно использовать фармакологические препараты, которые увеличат нитрозилирование CaMKII и тем самым смягчат когнитивные нарушения, связанные с нормальным старением”, – рассказал Dr. Байер MNT.

Хотя такие методы лечения пока не доступны, идут исследования, как объясняет Dr. Байер: “Это требует дальнейших исследований/разработки, но на самом деле существуют подходы – такие как ингибиторы GSNOR, фермента, ограничивающего биодоступность оксида азота и который выражается с возрастом в большем объеме”.

Однако, второе исследование показывает, что нам не обязательно придется ждать фармакологических средств для замедления когнитивного упадка. Проф. Френгуелли объяснил, почему обогащение образа жизни должно работать как у людей, так и у мышей.

“Ключевой фактор роста мозга (BDNF), который активирует MSK1, имеет значение как для грызунов, так и для людей в контексте этих преимуществ”, – отметил он.

“Идентифицируя ключевые молекулы, участвующие в этом процессе, это создает возможности для исследования и использования этих молекул в качестве целей для лекарственных препаратов”, – добавил он.

И, он советует, что никогда не поздно получить пользу от физической активности, социальных взаимодействий и когнитивного стимулирования: “Наше последнее исследование показывает, что эти преимущества проявляются даже в очень старых мышах (эквивалентных 70-летним людям), что означает, что никогда не поздно предложить и заниматься такими обогащающими мероприятиями для пожилых людей”.