Der zirkadiane Rhythmus der Gene ändert sich mit dem Alter
Der zirkadiane Rhythmus der Genaktivität ändert sich mit dem Alter. Dies geht aus einer neuen Studie der Medizinischen Fakultät der Universität Pittsburgh hervor, in der Tausende von Genen aus fast 150 menschlichen Gehirnen untersucht wurden. Die Ergebnisse legen auch nahe, dass im älteren Gehirn eine neuartige biologische Uhr entsteht.
Nahezu alle Gehirn- und Körperprozesse wie Schlaf- / Wachzyklus, Stoffwechsel, Wachsamkeit und Kognition werden durch einen zirkadianen 24-Stunden-Rhythmus gesteuert. Diese täglichen Aktivitätsmuster werden durch bestimmte Gene reguliert, die in fast allen Zellen vorkommen, aber im menschlichen Gehirn selten untersucht wurden.
"Studien haben berichtet, dass ältere Erwachsene dazu neigen, komplexe kognitive Aufgaben am Morgen besser auszuführen und im Laufe des Tages schlechter zu werden", sagte der leitende Ermittler Colleen McClung, Ph.D.
"Wir wissen auch, dass sich der Tagesrhythmus mit zunehmendem Alter ändert, was zu einem früheren Erwachen am Morgen, weniger Schlafstunden und weniger robusten Rhythmen der Körpertemperatur führt."
Das Vorhandensein von Genveränderungen oder „molekularer Alterung“ im Gehirn wurde zuvor von Etienne Sibille, Ph.D.
Für die Studie untersuchten die Wissenschaftler die Auswirkungen des normalen Alterns auf molekulare Rhythmen im präfrontalen Kortex des Menschen, einem Bereich des Gehirns, der an Lernen, Gedächtnis und anderen Aspekten der kognitiven Leistung beteiligt ist.
Die Forscher untersuchten Gehirnproben von 146 Personen ohne psychische Gesundheit oder neurologische Probleme in der Vorgeschichte, deren Familien ihre sterblichen Überreste für medizinische Forschung gespendet hatten und für die der Zeitpunkt des Todes bekannt war. Sie kategorisierten das Gehirn in Abhängigkeit davon, ob sie von einer Person stammten, die jünger als 40 oder älter als 60 Jahre war, und analysierten dann zwei Gewebeproben aus dem präfrontalen Kortex auf rhythmische Aktivität oder Expression von Tausenden von Genen.
Sie identifizierten 235 Kerngene, die die molekulare Uhr in diesem Teil des Gehirns bilden.
"Wie wir erwartet hatten, hatten jüngere Menschen diesen täglichen Rhythmus in allen klassischen" Uhr "-Genen", sagte Dr. McClung. "Aber bei vielen dieser Gene gab es bei älteren Menschen einen Rhythmusverlust, was einige der Veränderungen erklären könnte, die im späteren Leben im Schlaf, in der Wahrnehmung und in der Stimmung auftreten."
Zu ihrer Überraschung fand das Team auch eine Reihe von Genen, die bei älteren Menschen an Rhythmizität gewannen.
Die Ergebnisse könnten zur Entwicklung von Therapien für kognitive und Schlafstörungen bei älteren Menschen sowie zu einer möglichen Behandlung von „Sonnenuntergang“ beitragen, einer Erkrankung, bei der ältere Demenzkranke abends aufgeregt, verwirrt und ängstlich werden.
"Da Depressionen mit einer beschleunigten molekularen Alterung und mit Störungen der täglichen Routine verbunden sind, können diese Ergebnisse auch Aufschluss über molekulare Veränderungen geben, die bei Erwachsenen mit Depressionen auftreten", sagte Sibille.
In zukünftigen Forschungen planen die Wissenschaftler, die Funktion der zirkadianen Rhythmusgene des Gehirns in Labor- und Tiermodellen zu untersuchen und festzustellen, ob sie bei Menschen mit psychiatrischen oder neurologischen Erkrankungen verändert sind.
Die Ergebnisse werden online in der veröffentlicht Verfahren der Nationalen Akademie der Wissenschaften.
Quelle: University of Pittsburgh Schools der Gesundheitswissenschaften
