Úvodní zjištění ve výzkumu stárnutí
Výzkumníci zjistili, že úprava receptoru růstového hormonu v tukové tkáni mozku starších samců myší zpomaluje jejich mentální stárnutí a umožňuje jim dosahovat lepších výsledků v kognitivních testech. Tyto skutečnosti rozšiřují poznatky o vztahu mezi tukovou tkání a procesy stárnutí mozku.
Souvislosti růstového hormonu a procesu stárnutí
Osa růstového hormonu (GH) a inzulínu podobného růstového faktoru 1 (IGF-1) je dlouhodobě studována v kontextu stárnutí. Existují dokumentované souvislosti mezi tímto regulačním systémem a stárnutím mozku. Přestože hladiny cirkulujícího růstového hormonu a IGF-1 s věkem obvykle klesají, potlačení této signalizace v minulosti prodloužilo délku života u myší. Bylo rovněž pozorováno, že myši s redukovanými hladinami této signalizace projevovaly lepší kognitivní schopnosti. Podobné efekty byly zaznamenány i při expresi agonisty, který tuto signalizaci potlačoval.
Tato nová studie se zaměřila na dopady v tukové tkáni, která je metabolicky aktivní a produkuje faktory ovlivňující další systémy v těle, včetně mozku. Předchozí výzkum ukázal, že myši s vyřazením (knockoutem) růstového hormonu specifickým pro tukovou tkáň (Ad-GHRKO) vykazují lepší citlivost na inzulín a delší život. Avšak jejich kognitivní výkonnost dosud nebyla systematicky zkoumána.
Dopady na neurologické funkce a zánět
Výzkumníci provedli přímé zkoumání mozků myší, porovnávajíce 18 až 24 měsíců staré myši Ad-GHRKO s kontrolní skupinou. Bylo zjištěno, že upravené myši projevovaly vyšší celkovou neuronální aktivitu a nižší ztrátu neuronů v oblasti gyrus dentatus, části hipokampu, která je klíčová pro tvorbu nových vzpomínek. Tento nález byl doprovázen nárůstem tvorby synapsí a snížením neurozánětu. Konkrétně došlo ke snížení prozánětlivých faktorů IL-6 a TNF-α a zároveň k nárůstu protizánětlivého faktoru IL-10.
Dále byla pozorována redukce buněčné senescence. Upravené myši měly významně méně markeru senescence SA-β-gal v různých oblastech mozku, včetně amygdaly, gyrus dentatus a kůry. Rovněž u nich byla zaznamenána významně nižší fosforylace tau proteinu, což je s věkem spojená proteinová změna, která přispívá ke kognitivnímu poklesu a u lidí je indikátorem Alzheimerovy choroby.
S věkem obvykle klesá vzrušivost neuronů. V této studii se však ukázalo, že vyřazení růstového hormonu v tukové tkáni vedlo k tomu, že neurony starých upravených myší se aktivovaly s frekvencí srovnatelnou s mladšími myšmi, zatímco u starých kontrolních myší bylo pozorováno výrazné snížení frekvence neuronálního výboje.
Významné výsledky v kognitivních testech
Následně byly testovány kognitivní schopnosti myší pomocí čtyř standardních testů: testu rozpoznávání nových objektů (novel object recognition test), který ověřuje schopnost rozlišovat mezi známými a neznámými předměty; testů Y-maze, které zkoumají průzkumné chování; testu Morrisova vodního bludiště (Morris water maze test), který hodnotí paměť a navigační schopnosti; a testu podlahového šoku (floor shock test), který měří paměť v averzivním podmiňování.
Ve všech těchto čtyřech testech staré upravené myši dosahovaly výkonů téměř totožných s mladými myšmi, zatímco staré kontrolní myši projevovaly výrazně horší výsledky. Je důležité poznamenat, že tato modifikace zjevně neovlivnila fyzickou zdatnost starších myší.
Podle autorů studie „tato studie poskytuje důkazy, že tuková tkáň funguje jako klíčový periferní regulátor stárnutí mozku.“ Je však nutné zohlednit, že tyto experimenty byly provedeny na geneticky upravených myších jedné pohlavní skupiny. Přenesení těchto zjištění na divoké typy zvířat a následně na lidské bytosti představuje další fázi výzkumu.