Il ritmo circadiano dei geni cambia con l'età

Il ritmo circadiano dell'attività genica cambia con l'età, secondo un nuovo studio dell'Università di Pittsburgh School of Medicine che ha esaminato migliaia di geni di quasi 150 cervelli umani. I risultati suggeriscono anche che un nuovo orologio biologico emerge nel cervello più anziano.

Quasi tutti i processi cerebrali e corporei, come il ciclo sonno / veglia, il metabolismo, la vigilanza e la cognizione, sono controllati da un ritmo circadiano di 24 ore. Questi modelli di attività quotidiana sono regolati da alcuni geni che si trovano in quasi tutte le cellule, ma raramente sono stati studiati nel cervello umano.

"Gli studi hanno riportato che gli anziani tendono a svolgere meglio compiti cognitivi complessi al mattino e peggiorare durante il giorno", ha detto il ricercatore senior Colleen McClung, Ph.D.

"Sappiamo anche che il ritmo circadiano cambia con l'invecchiamento, portando al risveglio la mattina presto, meno ore di sonno e ritmi di temperatura corporea meno robusti."

La presenza di cambiamenti genetici o "invecchiamento molecolare" nel cervello era stata precedentemente dimostrata dal co-ricercatore senior Etienne Sibille, Ph.D.

Per lo studio, gli scienziati hanno esaminato gli effetti del normale invecchiamento sui ritmi molecolari nella corteccia prefrontale umana, un'area del cervello coinvolta nell'apprendimento, nella memoria e in altri aspetti delle prestazioni cognitive.

I ricercatori hanno esaminato campioni di cervello di 146 persone senza storia di salute mentale o problemi neurologici le cui famiglie avevano donato i loro resti per la ricerca medica e per le quali era nota l'ora della morte. Hanno classificato i cervelli a seconda che provenissero da una persona di età inferiore ai 40 o superiore ai 60 anni, quindi hanno analizzato due campioni di tessuto dalla corteccia prefrontale per l'attività ritmica, o l'espressione, di migliaia di geni.

Hanno identificato 235 geni centrali che compongono l'orologio molecolare in questa parte del cervello.

"Come ci aspettavamo, i più giovani avevano quel ritmo quotidiano in tutti i classici geni dell '" orologio "", ha detto il dott. McClung. "Ma c'è stata una perdita di ritmo in molti di questi geni nelle persone anziane, il che potrebbe spiegare alcune delle alterazioni che si verificano nel sonno, nella cognizione e nell'umore in età avanzata."

Con loro sorpresa, il team ha anche trovato una serie di geni che hanno acquisito ritmicità negli individui più anziani.

I risultati potrebbero contribuire allo sviluppo di trattamenti per i problemi cognitivi e del sonno nelle persone anziane, così come un potenziale trattamento per il "tramonto", una condizione in cui i pazienti con demenza più anziani diventano agitati, confusi e ansiosi la sera.

"Poiché la depressione è associata con un invecchiamento molecolare accelerato e con interruzioni nella routine quotidiana, questi risultati possono anche far luce sui cambiamenti molecolari che si verificano negli adulti con depressione", ha detto Sibille.

Nella ricerca futura, gli scienziati intendono esplorare la funzione dei geni del ritmo circadiano del cervello in modelli di laboratorio e animali, oltre a vedere se sono alterati in persone che hanno malattie psichiatriche o neurologiche.

I risultati sono pubblicati online nel Atti della National Academy of Sciences.

Fonte: Università di Pittsburgh Schools of the Health Sciences