Kiedy ludzki mózg zaczyna się starzeć?

Zanim mózg zacznie się starzeć, dojrzewa. A dojrzewa już w życiu płodowym, później występuje skok rozwoju, kiedy jesteśmy nastolatkami. Z pracy, którą niedawno opublikowaliśmy w „Scientific Reports” wynika, że proces zmian, wczesne elementy starzenia występują dużo wcześniej niż nam się wydawało. Badaliśmy bardzo młodą grupę, między 18. a 42. rokiem życia i wyszło nam, że pewne zmiany następują już ok. 30-tki. Sam proces starzenia się jest bardzo indywidualny i rozłożony w czasie. Zależy od wielu czynników, takich jak sposób życia, aktywność fizyczna, umysłowa, sposób odżywiania się.

Jakie objawy starzenia się mózgu państwo odkryli?

Posługiwaliśmy się tutaj bardzo zaawansowaną matematyką, badając dwa sygnały biologiczne: ciśnienie tętnicze i szerokość przestrzeni podpajęczynówkowej (otacza ona mózgowie w jamie czaszki, wypełniona jest płynem mózgowo-rdzeniowym). Ten ostatni parametr daje nam pogląd na stosunki objętościowe w mózgu, na zmiany objętości płynu mózgowo-rdzeniowego. Analizowaliśmy zależność tych sygnałów*.

W ciśnieniu tętniczym mamy komponentę stałą – krew nam płynie cały czas. Mamy też komponentę pulsacyjną, która jest spowodowana akcją serca. Jednym z celów naszych badań było sprawdzenie, czy komponenta pulsacyjna będzie się przenosić na przestrzeń podpajęczynówkową, czyli płyn rdzeniowo- mózgowy. I okazało się, że się przenosi.

Spójność faz sygnałów, czyli podobieństwo fazy jednego sygnału do drugiego, zmienia się z wiekiem i zmienia się relatywnie wcześnie, około 30-tki. Komponenta pulsacyjna płynu rdzeniowo-mózgowego kojarzona jest z uszkodzeniem istoty białej w mózgu i stanowi potencjalne ryzyko dla zdrowia.

Może dojść do uszkodzenia mózgu?

Tak, ale trzeba pamiętać, że jeśli trochę się nam zmieniła charakterystyka pulsacji płynu rdzeniowo-mózgowego, to nie od razu nam coś się stanie.

Jakie są biologiczne oznaki starzenia się mózgu?

Gdy chodzi o nasz układ nerwowy, istnieje pojęcie tak zwanej plastyczności synaptycznej czy plastyczności strukturalnej. Określa ono, jak szybko jesteśmy w stanie przyswajać nowe informacje, odnosić się do nowych sytuacji. Wraz z wiekiem plastyczność strukturalna sieci neuronalnych maleje. Kiedyś uważano, że cały proces zaczyna się wraz z momentem zakończenia dojrzewania ośrodkowego układu nerwowego.

Obecnie wiemy, że komórki mogą się częściowo regenerować, że właściwie w każdym wieku mogą powstawać nowe połączenia neuronalne i możemy się uczyć nowych rzeczy. Jeśli uczymy się nowych rzeczy, np. robienia fotografii (znajdowania dobrego ujęcia, obsługi aparatu) to rozwijają się nam obszary odpowiedzialne właśnie za wykonywanie tych zadań.

Najważniejsze, by nieustannie, niezależnie od wieku, stymulować swój mózg?

Tak. Istnieją na ten temat dość duże badania populacyjne, które wykazują, że osoby bardziej aktywne zarówno pod względem umysłowym, jak i fizycznym, mają mniejsze szanse na zachorowanie na chorobę Alzheimera, otępienie naczyniopochodne czy innego typu schorzenia neurodegeneracyjne. Mówimy tu o badaniach populacyjnych, a zatem to nie znaczy, że indywidualnie ktoś z nas nie zachoruje pomimo aktywnego życia. Ale zmniejszamy w ten sposób ryzyko wystąpienia takiego zdarzenia.

Na ile nasza dieta może wpływać na rozwój komórek w mózgu?

W ciągu ostatnich 10 – 15 lat dużo mówi się na temat osi jelita-mózg. O co chodzi? Jeśli spożywamy jedzenie typu „fast food”, w których jest sporo różnego rodzaju toksyn, nasz mózg jest o tym informowany, i jest to dla niego rodzaj stresu. Ale problem jest szerszy. Według badań populacyjnych, mniej więcej jedna trzecia populacji cierpi z powodu otyłości. Otyłość możemy traktować jako proces zapalny o umiarkowanym nasileniu.

Kiedyś uważano, że mózg jest w zasadzie oddzielony od reszty organizmu za pomocą bariery krew-mózg. Obecnie wiemy, że odczyn zapalny spowodowany np. otyłością dociera do mózgu. Substancje chemiczne z nim związane – cytokiny – wywołują tam stres oksydacyjny i przyczyniają się do zmniejszenia elastyczności sieci neuronalnych, o których mówiliśmy wcześniej. Oznacza to, że wszystkie zalecenia dotyczące unikania zespołu metabolicznego, cukrzycy typu II odnoszą się również do ośrodkowego układu nerwowego.

Za sprawą diety jesteśmy stanie zahamować albo wręcz oddalić proces starzenia się mózgu?

Zdecydowanie tak. Zarówno zespół metaboliczny (zwiększa ryzyko cukrzycy typu II), jak i cukrzyca typu II, choroby będące wynikiem złego odżywiania, wywołują odczyn zapalny, olbrzymi stres oksydacyjny, połączone z rozszczelnieniem bariery krew – mózg. Przez to nasz mózg bierze udział w procesie zapalnym. Trzeba również pamiętać o tym, że cukrzyca to choroba drobnych naczyń, zatem oprócz komponenty zapalnej istnieje też komponenta naczyniowa. W konsekwencji mózg jest niedokrwiony i niedotleniony.

To również sprzyja rozwojowi otępienia?

Tak, przy czym istnieje otępienie naczyniopochodne oraz neurodegeneracyjne. W przypadku tej pierwszej choroby mózg jest niedotleniony lub wzrasta ciśnienie i dochodzi do mikrowylewów. Ta druga polega na bezpośrednim uszkodzeniu neuronów. Klasycznym tego przykładem jest choroba Alzheimera, powstająca na skutek odkładania się blaszek amyloidowych.

Obecnie coraz częściej podkreśla się, że te procesy wzajemnie się nasilają. To znaczy, jeśli występuje proces neurodegeneracyjny i do tego dołącza proces naczyniopochodny, jest znacznie gorzej, niż wtedy, gdy mamy do czynienia tylko z jednym.

Jak za pomocą diety spowolnić proces starzenia się mózgu? Poza niejedzeniem fast foodów, co już ustaliliśmy…

Poleca się tak zwaną dietę śródziemnomorską. Nie wymyślam tu niczego specjalnie odkrywczego. Klasyczna piramida żywieniowa, w której jest dużo warzyw i owoców, z niewielką ilością czerwonego mięsa. Jeśli chodzi o nasz klimat, podkreśla się dobre działanie czy to owoców leśnych, czy to soku z buraka, który ma właściwości antyoksydacyjne.

Mówiliśmy o tym, że uczenie się nowych rzeczy wpływa dobrze na mózg, dieta również. A ćwiczenia fizyczne?

Wysiłek działa pozytywnie w kilku aspektach. W samym mózgu zmniejsza stan zapalny, zwiększa neurogenezę, zdolność komórek do tworzenia nowych połączeń. Zmniejsza też ryzyko naczyniowe, ponieważ im bardziej jesteśmy aktywni, tym mniejsze staje się ryzyko zespołu metabolicznego, cukrzycy, w związku z tym nasze naczynia będą w lepszym stanie.

Zwiększa aktywność substancji takich jak BDNF (brain-derived neurotrophic factor – białko wydzielane przez neurony, zwiększa zdolność komórek nerwowych do tworzenia nowych połączeń nerwowych). Aktywność fizyczna jest więc relatywnie tanim, uniwersalnym sposobem na opóźnianie starzenia mózgu. Mówimy tu o umiarkowanym wysiłku fizycznym, a nie o sportach wyczynowych.

Rower trzy razy w tygodniu?

Kiedyś pracowałem w Holandii, gdzie prawie wszyscy jeżdżą do pracy na rowerze, to bardzo dobry sposób na stały wysiłek fizyczny, który działa neuroprotekcyjnie, opóźnia efekty starzenia.

Wymieniliśmy trzy aktywności, które działają ochronnie na mózg. Która z nich działa najlepiej, w kontekście państwa badań?

Stosowanie wszystkich trzech metod ma sens. „Uczenie się nowych rzeczy” brzmi strasznie, jakby trzeba było wziąć książkę i uczyć się czegoś na pamięć. A tu mamy i podróżowanie, i posiadanie hobby, poznawanie nowych ludzi, znajdowanie się w nowych sytuacjach. Wszystko jest dla naszego mózgu ćwiczeniem, czyli zwiększeniem elastyczności, tworzeniem nowych sieci neuronalnych – opóźnianiem starzenia.

Aktywność fizyczna, tak jak już mówiliśmy, zmniejsza stres oksydacyjny, stan zapalny, ryzyko naczyniowe. Zmniejsza również ryzyko nadciśnienia tętniczego i chorób krążenia, które powodują przecież zmniejszenie dopływu krwi oraz tlenu do mózgu.

Właściwa dieta z jednej strony zmniejsza stres oksydacyjny, stan zapalny z drugiej, jest również najlepszą metodą prewencji zespołu metabolicznego, rozwoju nadciśnienia tętniczego. Trzeba pamiętać, że schudnięcie samo w sobie jest prewencją nadciśnienia. Optymalne jest kompleksowe podejście do tematu i zmiana stylu życia, na bardziej prozdrowotny, który w żaden sposób nie musi być przykry.

Rozmawiała Anna Piotrowska (www.zdrowie.pap.pl)

* Naukowcy stosowali w tych badaniach metodę matematyczną nazywaną analizą falkową. Obliczenia wykonał dr n. fiz. Marcin Gruszecki, stypendysta Newton International Fellowships, we współpracy z prof. Anetą Stefanovską z Uniwersytetu w Lancaster, światowym liderem w zakresie nieliniowych metod analiz sygnałów biologicznych.