Zmniejszenie jego stężenia w podwzgórzu pociąga za sobą kaskadę zmian zapalnych i neurodegeneracyjnych, a podanie prostego aminokwasu – D-seryny – pozwoliło odwrócić deficyty poznawcze w zaledwie 21 dni.
Podwzgórze jako centrum dowodzenia starzeniem
Większość teorii dotyczących chorób neurozwyrodnieniowych skupia się na korze mózgowej lub hipokampie. Jednak zespół naukowców z Uniwersytetu w Xiamen pod kierunkiem dr. Lige Lenga skierował uwagę na podwzgórze – ewolucyjnie starą strukturę u podstawy mózgu, która zawiaduje temperaturą ciała, metabolizmem, rytmem dobowym oraz wydzielaniem hormonów.
Wraz z wiekiem w neuronach podwzgórza dochodzi do stopniowego, systematycznego spadku stężenia białka Menin. Zjawisko to nie dotyczy komórek glejowych (astrocytów czy mikrogleju), lecz występuje wybiórczo w neuronach jądra brzuszno-przyśrodkowego. Kiedy badacze w warunkach laboratoryjnych zablokowali produkcję meniny u młodszych osobników, zaobserwowali u nich natychmiastowe objawy przedwczesnego starzenia:
- Nasilenie przewlekłego stanu zapalnego (neuroinflamacji) w strukturach mózgowych.
- Postępujące ścieńczenie skóry oraz spadek gęstości mineralnej kości.
- Wyraźne pogorszenie pamięci roboczej i orientacji przestrzennej.
- Odczuwalne skrócenie średniej długości życia.
Gdy jednak u 20-miesięcznych osobników (będących odpowiednikiem człowieka w podeszłym wieku) przywrócono prawidłowy poziom meniny w brzuszno-przyśrodkowej części podwzgórza, po zaledwie 30 dniach odnotowano cofnięcie zmian: poprawę koordynacji ruchowej, zagęszczenie kości, redukcję stanów zapalnych oraz wydłużenie życia o 8 do 11%.
D-seryna kluczem do synaps i pamięci
Najbardziej fascynujące dla neurologii okazało się odkrycie mechanizmu, za pomocą którego Menin kontroluje pamięć. Naukowcy ustalili, że białko to reguluje ekspresję enzymu PHGDH, niezbędnego do syntezy specyficznego aminokwasu: D-seryny.
Gdy meniny zaczyna brakować, poziom D-seryny w hipokampie drastycznie spada. D-seryna pełni w mózgu unikalną rolę: jest niezbędnym koagonistą receptorów NMDA na powierzchni neuronów. Bez jej obecności receptory te nie mogą prawidłowo przekazywać impulsów, co uniemożliwia zjawisko długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP), czyli biologicznego zapisu wspomnień.
Aby sprawdzić, czy deficyt pamięci można naprawić bez skomplikowanej terapii genowej, badacze podali starszym zwierzętom D-serynę rozpuszczoną w wodzie do picia. Efekty pojawiły się błyskawicznie:
- Już po 3 tygodniach suplementacji osobniki odzyskały pełną zdolność uczenia się i rozwiązywania testów labiryntowych.
- Sprawność pamięci krótkotrwałej zrównała się z wynikami osiąganymi przez młode osobniki.
- Suplementacja D-seryną naprawiła komunikację synaptyczną, choć – w przeciwieństwie do samej meniny – nie wpłynęła na gęstość kości ani grubość skóry, co dowodzi, że aminokwas działa selektywnie na funkcje kognitywne.
Różnica między D-seryną a dietetyczną L-seryną
W jedzeniu, m.in. jajach, rybach, soi i orzechach, występuje głównie L-seryna. Organizm potrafi przekształcić ją w D-serynę, która odgrywa ważną rolę w pracy mózgu, w tym w procesach uczenia się i zapamiętywania. Badania sugerują, że wraz z wiekiem spadek poziomu białka zwanego meniną może zaburzać ten proces.
Dziś neurobiolodzy wiedzą, że D-seryna jest ona jednym z najważniejszych neuroprzekaźników modulujących plastyczność mózgu. Nie oznacza to jednak, że jedzenie produktów bogatych w L-serynę przyniesie takie same efekty jak podawanie D-seryny w badaniach.
Perspektywy kliniczne i ostrożność
Odkrycie otwiera drogę do opracowania nowych leków wspierających osoby z wczesnymi objawami demencji i chorobą Alzheimera. Naukowcy przestrzegają jednak przed samodzielnym przyjmowaniem suplementów z D-seryną na własną rękę.
Nadmiar D-seryny może prowadzić do zjawiska ekscytotoksyczności (nadmiernego pobudzenia receptorów NMDA skutkującego uszkodzeniem neuronów) oraz obciążenia nerek. Kolejnym etapem prac zespołu dr. Lenga są badania kliniczne na ludziach, które pozwolą ustalić bezpieczne i skuteczne dawki terapeutyczne w profilaktyce starzenia mózgu.
