Врачи обычно рекомендуют пациентам увеличить потребление кальция в качестве средства борьбы с остеопорозом при старении костей.
Но кальций также играет важную роль в неврологическом функционировании мозга, где он должен строго регулироваться и не повышаться до чрезмерных уровней. Сигнальная молекула, кальций способствует обучению, познанию и сохранению воспоминаний. Кальций также облегчает связь между нервными клетками и транспортирует молекулы во многие ветви нервной клетки.
Основываясь на научных данных о нарушении регуляции кальция в старении мозга, накопленных за последние 30 лет, группа исследователей из отдела фармакологии и диетологии Университета Кентукки под руководством главного исследователя Филипа Лэндфилда обнаружила связь между нездоровым старением мозга и ответственным за него белком. для регулирования кальция на молекулярном уровне, называемый FKBP1b. Новаторское исследование команды, опубликованное 29 июля в Journal of Neuroscience, определяет молекулярный механизм, происходящий в клетке, который, по-видимому, вызывает нездоровое старение мозга. Исследование предполагает, что отсутствие или добавление белка FKBP1b является сильной детерминантой функционирования в области гиппокампа, части мозга, ответственной за познание и сохранение памяти.
Нездоровое старение мозга определяется как снижение функции мозга, приводящее к ухудшению памяти. Избыток кальция в клетках мозга ответственен за важные аспекты нездорового старения мозга, а также может повысить восприимчивость к таким заболеваниям, как болезнь Альцгеймера, БАС, болезнь Паркинсона и сосудистая деменция. До сих пор точная молекулярная причина нарушения регуляции кальция при старении мозга оставалась неизвестной ученым.
Узнав о недавно открытой роли белка FKBP1b в сердце, британские исследователи задались вопросом, снижается ли FKBP1b в области гиппокампа с возрастом мозга. Затем они обнаружили доказательства снижения экспрессии гена FKBP1b со старением в гиппокампе. Это открытие побудило исследователей из Университета Кентукки проверить, может ли повышение FKBP1b в области гиппокампа обратить вспять или предотвратить старение мозга, связанное с потерей памяти.
"Общеизвестно, что нормальное старение является самым большим фактором риска болезни Альцгеймера, но никто не знает, почему," Лэндфилд, профессор кафедры, сказал:. "Возможно, это (уменьшенный FKBP1b) недостающее звено."
Команда использовала передовой подход генной терапии, чтобы ввести безвредные вирусные частицы, которые создали дополнительные копии белка FKBP1b, в гиппокамп стареющих крыс. Через два месяца после инъекций исследовали память трех групп крыс. Одна группа молодых крыс получила контрольную инъекцию, одна группа старых крыс получила контрольную инъекцию, а одна возрастная группа получила инъекцию вирусных частиц, продуцирующих FKBP1b. В возрастной группе с повышенным уровнем FKBP1b была восстановлена регуляция кальция и значительно улучшилась когнитивная функция, что позволило им выполнять задачу памяти так же хорошо или лучше, чем молодые крысы. Кроме того, исследователи повторили и расширили результаты в последующем исследовании, готовящемся к публикации.
Исследование предоставляет доказательства того, что проявления старения мозга могут быть обращены вспять, а когнитивные функции и функции памяти могут быть восстановлены путем изменения уровней FKBP1b. Это открытие также важно для пациентов с болезнью Альцгеймера, поскольку исследователи обнаружили снижение уровня белка FKBP1b в гиппокампе у людей с ранней стадией болезни Альцгеймера. Исследование имеет значение для предотвращения старения мозга, связанного с прогрессированием болезни Альцгеймера, и открывает двери для фармацевтических разработок, направленных на поддержание уровней FKBP1b и удержание кальция под контролем.
"Мы показали, что FKBP1b является главным регулятором кальция в клетках мозга, и когда мы его восстанавливаем, он восстанавливает регуляцию кальция и значительно улучшает обучение у пожилых животных," Лэндфилд сказал. "За все годы исследований я никогда не видел такого эффективного соединения; редко, когда проверка гипотезы удовлетворяет каждому из критериев, которые должны быть выполнены."
Команда из Великобритании – единственная известная группа, изучающая FKBP1b при старении мозга. В качестве следующего шага исследователи заинтересованы в изучении того, почему FKBP1b снижается с возрастом. Лэндфилд сказал, что есть обещание регулировать белок с помощью витамина D, который, как известно, восстанавливает дефицит кальция в других клетках.