Beyin yaşlanmasında domino etkisini durdurmanın yolları

Beyin yaşlandıkça koku alma duyusu zayıflıyor. Dahası, koku duyusundaki zayıflama Parkinson ya da Alzheimer gibi nörodejeneratif hastalıkların da habercisi olabiliyor. Ancak şimdiye kadar sanılanın aksine, bu zayıflama sinir sistemindeki genel bir bozulmadan kaynaklanmıyormuş. Yeni bir araştırmada, belirli sinir hücrelerinin yaşlanmadan özellikle etkilendiği, ayrıca bu etkinin diyeti değiştirerek durdurulabileceği gösterildi.
Hazel Zeynep Kurada - bilimsoL
Pazartesi, 05 Mart 2018 09:15

İnsanlar yaşlandıkça doğal olarak beyinleri ve beynin en küçük yapıtaşları olan sinir hücreleri (nöronlar) yaşlanıyor. Ancak beyindeki bazı nöronlar ya da nöron grupları diğerlerinden daha hızlı yaşlanma eğiliminde olabiliyor.

Koku alma duyusunun zayıflaması ve zamanla kaybolması yaşlanmanın doğal sürecinde başlıca işaretlerden biri. Bazen bu gibi durumlara Alzheimer gibi nörodejeneratif, yani sinir sistemini bozan bir hastalık da eşlik edebiliyor. Ama koku duyusundaki zayıflamanın nasıl yaşandığı halen anlaşılmamıştı. Acaba kokuyla ilgili sinir hücrelerinin bozulması, tüm beynin bozulmasına öncülük mü ediyor? Bunu durdurmak mümkün mü?

YAŞLI SİNEKLER VE YAŞLI İNSANLAR

Münih Teknik Üniversitesinde (TUM) yapılan yeni bir araştırma bu konuyu sinek modeli kullanarak inceledi. Çalışmanın yürütücüsü Prof. Ilona Grunwald Kadow araştırmayla ilgili olarak şu açıklamalarda bulundu, “Alzheimer ya da Parkinson hastalıklarında en temel risk faktörü yaşlanma. Öte yandan bu tip hastalıkların çok küçük bir oranı bilinen genetik [ailesel] nedenlerden kaynaklı. Asıl soru bazı nöronların neden diğerlerinden daha hızlı dejenere olduğu, yani neden bazılarının diğerlerinden daha hassas olduğu. En önemlisi, belirli nöronların dejenerasyonu tüm sinir sistemi ağının işlevini bozabilir mi?”

Araştırma ekibi bu sorulara yanıt aramak üzere meyve sineklerinin (Drosophila) yaşlanmasını inceledi. Sineklerle insanlar evrimsel olarak uzak akrabalar. Ama sineklerin ve insanların beyinleri ortak bir kökenden geliyor, bu yüzden benzer özellikler taşıyor. Bu evrimsel ilişki sayesinde sinekler birçok insan hastalığını anlamak için model olarak kullanılıyor.

Araştırmacılar öncelikle, sineklerin de yaşlandıkça koklama kapasitelerinin insan yaşlanmasında olduğu gibi bozulduğunu tespit etti. Tıpkı insanlar gibi, meyve sinekleri de doğal yaşlanma sürecinde koku alma yetilerini kaybedebiliyor. Bunu görme duyusundaki zayıflama gibi başka sorunlar takip edebiliyor.

Deneysel genetik çalışmalarda sıklıkla kullanılan sirke sineği Drosophila melanogaster, böcekler (Insecta) sınıfının, ikikanatlılar (Diptera) takımından, 2-3 mm uzunlukta, sirke ya da meyvelerin bulunduğu yerlerde yaşayan, kalıtım araştırmalarında deney hayvanı olarak çok kullanılan bir eklem bacaklı türü. İnsanlarla en son ortak ataları en az 600 milyon yıl öncesine uzanıyor. 

SORUMLU: OKSİDATİF STRES

Araştırmacılar çalışmanın bir sonraki aşamasında söz konusu dejenerasyonun mekanizmasını inceledi. İlk olarak, yaşlanmada koku alma sistemindeki tüm sinir hücrelerinin mi, yoksa yalnız bazılarının mı sorumlu etkilendiğini sordular. Sonuçlar, koku alma sistemindeki tüm sinir hücrelerinin değil, yalnızca belli tipteki (kolinerjik) sinir hücrelerinin yaşlanma sırasında bozulmaya yatkın olduğu gösterdi.

İkinci olarak araştırmacılar, bu bozulmaların sebebinin oksidatif stres adı verilen bir tür kimyasal stres olduğunu buldular. Oksidatif stres, hücrenin metabolik faaliyetleri sırasında oluşan kimi kimyasal artıkların yeterince temizlenememesinden kaynaklanıyor. Bu artıklara reaktif oksijen türleri adı veriliyor. Bu artıklar biriktikçe hücrede geçici ya da kalıcı hasara yol açıyor.

Elde edilen veriler, oksidatif stresin spesifik nöronları bozduğunu, bu değişiminse zamanla bütün sinir sistemini çökerttiğine işaret etti. Yani bir tür domino etkisi yaşanıyordu.

OKSİDATİF STRESİN ZARARINI ENGELLEMEK MÜMKÜN

Araştırmacılar hipotezlerini güzel bir deneyle desteklediler. Eğer koku duyusunun yaşla zayıflaması oksidatif stres kaynaklıysa, oksidatif stresi azaltmanın koku duyusunu kurtaracağını tahmin ettiler.

Bunun için sineklerin diyetine resveratrol eklendi. Resveratrol kırmızı üzümün kabuğundan gelen, kırmızı şarapta yoğun bulunan doğal bir anti-oksidan. Yani bahsi geçen kimyasal artıkları temizleyen bir molekül.

Resveratrol ile yapılan deneyde, dejenerasyona yatkın olduğu bulunan nöronların oksidatif stresten korunduğu bulundu. Bu sinirleri korumanın, tüm koku sinir ağını da koruyabildiği gösterildi. Yaşlı sineklerin koku alma duyusundaki kayıp tamamen engellenebildi. 

Araştırmacıların elde ettiği bu önemli bulgu, bir ya da birkaç nöron türündeki oksidatif hasarın engellenmesiyle, yaşa bağlı sinir sistemi bozulmasının önemli ölçüde geciktirebileceğine işaret ediyor.

Bu tür tedaviler yaşlanma ile ilişkili nörodejeneratif hastalıkların başlangıcını geciktirmeye yardımcı olabilir. Nitekim resveratrolün Alzheimer’e karşı etkili olabileceğine dair sınırlı da olsa bazı gözlemler var.

MİKROPLARIN DA YARDIMI OLABİLİR

Daha önce bazı nörodejeneratif hastalıklara karşı spesifik bağırsak bakterilerinin de koruyucu etkisi olabileceği gösterilmişti. Örneğin Parkinson hastalığının ilerlemesinde bağırsak mikrobiyomlarının, yani bakteri nüfusunun bir etkisi olabileceği tahmin ediliyor.

Burada da araştırmacılar meyve sineklerinde koku duyusundaki yaşlanmaya karşı spesifik mikrobiyomların etkisini test etti. Sonuçlar, bazı bakterilerin yaşlanmaya karşı olumlu bir etkisi olduğunu ve koku duyusundaki nörodejenerasyonun yavaşladığını gösterdi.

Prof. Grunwald Kadow'a göre, meyve sineği modelindeki bu bulgular ve devam eden bu türden araştırmalarla daha hedefe yönelik ve yeni tedavi rotalarının yolu açılabilir.

SAĞLIKLI YAŞLANMANIN BİRİNCİ KOŞULU: EŞİTLİK

Bu tip araştırmalar, insanda sağlıklı yaşlanmaya dönük faydalı olabilecek uygulamalar için de önemli ipuçları sağlayabilir. Özellikle de yaşlanan toplumlarda sağlıklı yaşlanma önemli bir tıp sorunu.

Öte yandan, herkes için sağlıklı yaşlanmanın birinci koşulu çok basit: herkesin eşit ve ücretsiz biçimde sağlık hizmetine erişebildiği eşitlikçi bir sistem. 

İlgili makale: Hussain, A., Pooryasin, A., Zhang, M., Loschek, L. F., La Fortezza, M., Friedrich, A. B., Gompel, N., vd. (2018). “Inhibition of oxidative stress in cholinergic projection neurons fully rescues aging-associated olfactory circuit degeneration in Drosophila”. eLife, 7, e32018.