Возрастное снижение когнитивных функций связано с накоплением железа в мозге
Исследователи из Northwestern Western обнаружили механизм, который, по их словам, способствует возрастному накоплению железа в мозге, что, по мнению ученых, является причиной снижения когнитивных функций. Исследование подтверждает гипотезу о том, что снижение уровня железа в мозге может бороться с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера.
Аномальное накопление железа в головном мозге недавно рассматривалось как потенциальная причина возрастного снижения когнитивных функций. Несколько исследований, проведенных в последние годы, обнаружили связь между повышенным уровнем железа в коре головного мозга и болезнью Альцгеймера.
Установлено, что накопление железа в головном мозге может вызывать окислительное повреждение и усиливать гибель клеток. Старение также было связано с повышенным уровнем железа в различных тканях и органах, однако неясно, какой именно механизм может вызывать это возрастное нарушение метаболизма железа.
Новая работа ученых представляет собой тщательное исследование того, как железо накапливается в организме с возрастом и где в организме оно преимущественно концентрируется. Исследователи изучали мышей в разном возрасте и впервые обнаружили, что мозг, по-видимому, является единственным органом, в котором концентрация железа увеличивается с течением времени.
Изучая кору головного мозга, область мозга, которая, как известно, связана с возрастным снижением когнитивных функций, исследователи обнаружили, что у старых мышей наблюдается более высокий уровень гормона, известного как гепсидин.
Одной из основных функций этого пептидного гормона, в основном секретируемого клетками печени, является помощь в регулировании системного метаболизма железа.
Было обнаружено, что при производстве клетками головного мозга гепсидин ингибирует активность белка, называемого ферропортином, который помогает избавлять нервные клетки от железа.
Таким образом, увеличение производства гепсидина приводит к снижению активности ферропортина, что приводит к повышению уровня железа в ключевых областях мозга, связанных с познанием.
«Затем мы оценили, связано ли увеличение содержания железа в коре головного мозга старых мышей с повышенным окислительным стрессом», — говорят ученые.
«Аконитаза — это белок, содержащий Fe/S, который очень чувствителен к окислительному стрессу. Наши результаты продемонстрировали снижение как цитозольной, так и митохондриальной активности аконитазы в коре головного мозга старых мышей, что согласуется с представлением о том, что окислительный стресс увеличивается в старом мозге».
Железо, безусловно, является важной молекулой для здоровых клеточных функций.
Некоторые ученые выдвинули гипотезу о связи между высоким уровнем железа и ранней смертностью. Это привело к исследованию того, может ли лечение препаратами, называемыми хелаторами железа, восстановить нормальный метаболизм железа у людей с высоким уровнем железа.
Хелаторы железа, как правило, не способны преодолевать гематоэнцефалический барьер, но известно, что один хелатор железа эффективно проникает в мозг и влияет на уровень железа в мозге. Клинические испытания уже проводятся, чтобы проверить, может ли этот препарат замедлить прогрессирование болезни Альцгеймера.
«Не все хелаторы преодолевают барьер, но один проходит», — сказал старший автор Хоссейн Ардехали. «Изучение этой возможной терапии — наш следующий шаг».