Ο ανθρώπινος εγκέφαλος υφίσταται φυσιολογικές αλλαγές με την πάροδο της ηλικίας, με αποτέλεσμα να μειώνονται σταδιακά το μέγεθος και ο όγκος του μετά την ηλικία των 30 ή 40 ετών. Σε ορισμένες περιπτώσεις, ωστόσο, η γήρανσή του εξελίσσεται ταχύτερα από το αναμενόμενο, αυξάνοντας τον κίνδυνο πρόωρης απώλειας μνήμης, γνωστικής έκπτωσης και εμφάνισης διαφόρων νευρολογικών παθήσεων.
Η επιταχυνόμενη γήρανση του εγκεφάλου έχει συσχετιστεί με νευρολογικές και ψυχιατρικές διαταραχές, καθώς και με νευροεκφυλιστικές ασθένειες. Παρ’ όλα αυτά, οι παράγοντες που καθορίζουν τον ρυθμό γήρανσης του εγκεφάλου δεν έχουν αποσαφηνιστεί ακόμη πλήρως.
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο Jilin και το Ιατρικό Πανεπιστήμιο της Κίνας αξιοποίησαν δεδομένα νευροαπεικόνισης, γονιδιωματικής και βιολογικών δεικτών, με στόχο να διερευνήσουν πώς οι μεταβολικές διεργασίες- οι χημικές αντιδράσεις μέσω των οποίων η τροφή μετατρέπεται σε ενέργει- επηρεάζουν τη γήρανση του εγκεφάλου. Τα ευρήματά τους, που δημοσιεύθηκαν στο επιστημονικό περιοδικό «Molecular Psychiatry», δείχνουν ότι τα υψηλότερα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα συνδέονται με επιταχυνόμενη γήρανση του εγκεφάλου.
Πώς διεξήχθη η μελέτη
Για να διερευνήσουν τους βιολογικούς μηχανισμούς της γήρανσης του εγκεφάλου, οι ερευνητές αξιοποίησαν δεδομένα από την UK Biobank, μία από τις μεγαλύτερες βιοϊατρικές βάσεις δεδομένων παγκοσμίως, η οποία περιλαμβάνει στοιχεία υγείας, γενετικά δεδομένα και απεικονιστικές εξετάσεις χιλιάδων κατοίκων του Ηνωμένου Βασιλείου. Αναλύοντας μαγνητικές τομογραφίες του εγκεφάλου, οι ερευνητές κατέγραψαν μετρήσιμα χαρακτηριστικά, όπως το μέγεθος συγκεκριμένων εγκεφαλικών περιοχών, τα χαρακτηριστικά των ιστών και τις δομικές μεταβολές.
Στη συνέχεια εκπαίδευσαν αλγορίθμους μηχανικής μάθησης ώστε να προβλέπουν την ηλικία ενός ατόμου με βάση τα χαρακτηριστικά του εγκεφάλου που εντόπισαν. Η μεγαλύτερη ακρίβεια επιτεύχθηκε με ένα στατιστικό μοντέλο γνωστό ως LASSO (Least Absolute Shrinkage and Selection Operator), το οποίο προέβλεπε την ηλικία του εγκεφάλου με μέσο σφάλμα μόλις 3,26 έτη.
«Συνδυάσαμε δεδομένα πολυτροπικής νευροαπεικόνισης (MRI), μεταβολομικής ανάλυσης πλάσματος και γονιδιωματικής από την UK Biobank, προκειμένου να προσδιορίσουμε τους μεταβολικούς δείκτες της γήρανσης του εγκεφάλου και να αξιολογήσουμε τον πιθανό αιτιώδη ρόλο τους», αναφέρουν οι ερευνητές.
«Χρησιμοποιώντας 1.079 φαινοτύπους που προέκυψαν από απεικονιστικές εξετάσεις (IDPs) από 4.333 υγιείς συμμετέχοντες, εκπαιδεύσαμε και επικυρώσαμε μοντέλα μηχανικής μάθησης για την πρόβλεψη της ηλικίας του εγκεφάλου, με το μοντέλο παλινδρόμησης LASSO να επιτυγχάνει την καλύτερη απόδοση. Στη συνέχεια, εκτιμήθηκε η διαφορά ηλικίας του εγκεφάλου (BAG) σε 37.458 συμμετέχοντες», συνέχισαν οι ερευνητές.
Χρησιμοποιώντας το μοντέλο LASSO, οι ερευνητές υπολόγισαν μια τιμή που ονομάζεται BAG για χιλιάδες άτομα που περιλαμβάνονται στη βάση δεδομένων της UK Biobank. Πρόκειται ουσιαστικά για έναν δείκτη που υποδεικνύει αν η προβλεπόμενη εγκεφαλική ηλικία ενός ατόμου είναι μεγαλύτερη ή μικρότερη από την πραγματική του ηλικία, και κατά πόσα χρόνια.
Τα ευρήματα
Στη συνέχεια, οι επιστήμονες ανέλυσαν μεταβολομικά δεδομένα από δείγματα αίματος των ίδιων συμμετεχόντων και εντόπισαν εννέα μόρια που σχετίζονταν σημαντικά με τον δείκτη BAG. Ανάμεσά τους, η γλυκόζη παρουσίασε τη ισχυρότερη συσχέτιση. Συγκεκριμένα, τα υψηλότερα επίπεδα γλυκόζης στο αίμα συνδέονταν με εγκεφάλους που εμφάνιζαν περισσότερα σημάδια γήρανσης στις απεικονιστικές εξετάσεις και επομένως έμοιαζαν βιολογικά μεγαλύτεροι από τη χρονολογική ηλικία των συμμετεχόντων.
«Οι αναλύσεις συσχέτισης σε 21.780 άτομα εντόπισαν εννέα μεταβολίτες πλάσματος που συνδέονται σημαντικά με το BAG μετά από διόρθωση Bonferroni, με τη γλυκόζη να παρουσιάζει την ισχυρότερη επίδραση», έγραψαν οι ερευνητές. «Μελέτες συσχέτισης σε επίπεδο γονιδιώματος (GWAS) εντόπισαν 392 μονονουκλεοτιδικούς πολυμορφισμούς (SNPs) που σχετίζονται με τη BAG, ενώ η μεντελική τυχαιοποίηση δύο δειγμάτων παρείχε στοιχεία που υποστηρίζουν έναν πιθανό αιτιώδη ρόλο της γλυκόζης στην επιτάχυνση της γήρανσης του εγκεφάλου», σημείωσαν.
Άνοια, Πάρκινσον και κατάθλιψη
Η μελέτη παρέχει ισχυρές ενδείξεις ότι η γλυκόζη του αίματος μπορεί να συμβάλλει στις διεργασίες που οδηγούν σε ταχύτερη γήρανση του εγκεφάλου.
«Από κλινική άποψη, τα αυξημένα επίπεδα γλυκόζης στο πλάσμα συσχετίστηκαν θετικά με επτά εγκεφαλικές διαταραχές, συμπεριλαμβανομένης της άνοιας όλων των αιτιών, της νόσου Αλτσχάιμερ, της αγγειακής άνοιας, της νόσου Parkinson, του εγκεφαλικού επεισοδίου, της κατάθλιψης και του άγχους, και αρνητικά με τη γνωστική επίδοση, την κινητική λειτουργία και τα αποτελέσματα ψυχικής υγείας», έγραψαν οι συγγραφείς.
«Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις γλυκόζης συσχετίστηκαν επίσης με μειωμένο όγκο σε 80 περιοχές του φλοιού, του υποφλοιού και της παρεγκεφαλίδας. Αυτά τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι ο μεταβολισμός της γλυκόζης είναι μια τροποποιήσιμη οδός στη γήρανση του εγκεφάλου, με επιπτώσεις στις στρατηγικές έγκαιρης παρέμβασης που στοχεύουν στη διατήρηση της υγείας του εγκεφάλου καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής», ανέφερε η ομάδα.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι μελλοντικές μελέτες θα εξετάσουν πιο αναλυτικά τη σχέση μεταξύ της αυξημένης γλυκόζης και της γήρανσης του εγκεφάλου, καθώς και τον ρόλο της σε επιμέρους νευροεκφυλιστικές και ψυχιατρικές παθήσεις. Μακροπρόθεσμα, τα ευρήματα αυτά θα μπορούσαν να συμβάλουν στην ανάπτυξη νέων στρατηγικών για την παρακολούθηση και τη διατήρηση της υγείας του εγκεφάλου.
Πηγή: Medicalxpress
www.ertnews.gr
Ακολουθήστε το myvolos.net στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις.
