Science Signaling: Раскрывыт возможный механизм, по которому ухудшается когнитивная функция с возрастом

С возрастом у человека и у животных снижается когнитивная функция, то есть способность обучаться и запоминать информацию. Одной из причин этого является уменьшение количества определенных белков в головном мозге, так называемых S-нитрозилированных белков. Один из таких белков называется киназой CaMKII, и он играет важную роль в передаче сигналов между нейронами, что поддерживает обучение и память. Об этом пишет Science Signaling.

Исследователи из Университета Колорадо Аншутц обнаружили, что S-нитрозилирование CaMKII имеет особенное значение для того, чтобы эта киназа правильно находилась в синапсах (то есть точках контакта между нейронами) и чтобы нейроны гиппокампа (важная область мозга для памяти) правильно реагировали на стимулы, которые имитируют активность мозга, возникающую в процессе обучения и опыта.

Для более понятного объяснения, давайте представим CaMKII как молекулу памяти. Когда в мозгу происходит временное увеличение уровня ионов кальция, это вызывает длительное увеличение активности CaMKII в синапсах. Этот процесс позволяет оставлять «следы памяти» о тех стимулах, которые привели к повышенному уровню кальция, даже после того, как сам стимул уже прошел. Таким образом, молекула CaMKII помогает создавать и удерживать память о прошлых событиях.

Ученые провели эксперименты на мышах, у которых была изменена способность CaMKII подвергаться S-нитрозилированию и окислению. Они наблюдали, что у таких мышей возникают нарушения в памяти и синаптической пластичности, что схоже с эффектами старения у обычных старых мышей. Старение приводит к уменьшению S-нитрозилирования CaMKII, что может быть связано с снижением его активности в синапсах и негативно влиять на память и когнитивные функции.

Также, исследователи выяснили, что у старых мышей и у мышей с измененной способностью CaMKII к S-нитрозилированию, но не у мышей с измененными другими механизмами, CaMKII происходит снижение долговременной потенциации (LTP) при определенных стимуляциях. LTP — это процесс, связанный с усилением связей между нейронами, который играет важную роль в обучении и запоминании информации.

В заключение, данные исследования раскрывают возможный механизм, по которому ухудшается когнитивная функция с возрастом — связанное со старением снижение S-нитрозилирования CaMKII, что приводит к нарушениям в синаптической активности и памяти.