С возрастом регуляторные механизмы, ответственные за гомеостаз железа в мозге, разрушаются, что приводит к накоплению железа и, в свою очередь, повреждению клеток и возрастному когнитивному снижению. Исследование, изучающее основные механизмы этого процесса, было опубликовано в журнале eLife исследователями из Медицинской школы Северо-Западного университета и Медицинской школы Мичиганского университета.
Со временем клетки становятся менее способными к детоксикации активных форм кислорода — побочных продуктов клеточного дыхания — и, таким образом, накапливают окислительный стресс. Это приводит к повреждению клеток, белков и ДНК организма. Существуют различные факторы риска окислительного стресса, включая загрязнение окружающей среды, употребление алкоголя и ожирение.
Предыдущие исследования показали, что одним из возможных источников окислительного стресса в головном мозге является накопление железа. Чтобы понять больше об этом потенциальном источнике, исследователи, стоящие за настоящим исследованием, изучили уровни железа в различных органах как молодых, так и пожилых мышей.
При этом они обнаружили, что мозг был единственным органом, в котором с возрастом увеличивалось содержание как цитоплазматического, так и митохондриального железа. Это увеличение содержания железа было дополнительно связано с повышением регуляции гена, кодирующего гепсидин, пептидный гормон, вырабатываемый в печени, который контролирует системный гомеостаз железа.
Повышенный уровень гепсидина, в свою очередь, связан со снижением уровня ферропортина-1 (FPN1), белка, который экспортирует железо из нейрональных клеток, что, по мнению исследователей, может объяснить накопление железа на рынке в пожилом мозге.
В то время как подробный механизм накопления железа требует дополнительных исследований, они говорят, что способность восстанавливать внутриклеточный уровень железа путем подавления гепсидина, полученного из мозга, может привести к улучшению когнитивных нарушений, связанных с возрастом.
Исследователи отмечают, что «хелаторы железа» — вещества, которые связываются с железом и делают его биологически недоступным, — уже существуют для лечения ишемической болезни сердца. Однако для использования в мозге любое такое вещество должно было бы проходить через гематоэнцефалический барьер. С этой целью исследователи уже определили одно возможное вещество, которое может быть использовано в мозге, и, таким образом, изучают его потенциал дальше.
