התבגרות המוח – מדוע ואיך זה קורה?

הזדקנות היא פן בלתי נמנע של החיים. אך מה קורה במהלך התבגרות המוח? ובכל זאת הביולוגיה העומדת בבסיס המציאות הזו נותרה מובנת בצורה גרועה. למרות הפגיעה בכל איבר בגוף, לא ניתן לייחס הזדקנות רק למסלול אחד. והמנגנונים המקיפים את השינויים המשמעותיים במוח פחות ברורים.

הסיבות והמנגנונים להזדקנות הפכו לנושאים חשובים במהלך העשורים האחרונים. מאז ירידה בשיעורי התמותה העלתה את תוחלת החיים. ועלתה ב-6 שנים בין 2000 ל-2019, מ-66.8 ל-73.4 שנים. לכן, הנטל של מחלות הקשורות לגיל גדל באופן משמעותי. הגבול בין הזדקנות נורמלית לפתולוגית הוא מטושטש. שכן כל המבוגרים חווים שינויים פיזיולוגיים וקוגניטיביים לאורך זמן. עם זאת, הגורמים הגנטיים, הביולוגיים והסביבתיים המניעים את השינויים הללו מעל הסף הנוירודגנרטיבי טרם התבררו.

שינויים בארכיטקטורת המוח בהתבגרות

לאחר גיל 40, נפח המוח יורד וממשיך לרדת בקצב מואץ לאחר גיל 70. ניוון מוחי הוא הגורם לירידה בנפח הכולל. ניתן לייחס אותו גם לנפח החדר מוגדל ולגפיים שטחיים מוגדלים. המנגנונים התורמים למוות תאי זה אינם ברורים.

יש ויכוח כי אובדן נפח התא עשוי לתרום יותר ממספר התא עצמו. בנוסף לירידה במספר הסינפסה. תהליך זה יכול להיות מואץ על ידי כמה דברים. כמו פציעה, זיהום או הפרעות נוירודגנרטיביות. וכמה מחקרים זיהו מין כגורם משנה.

בנוסף להפחתה בנפח המוח, נפח החומר האפור (המורכב ברובו מגופי תאים עצביים) יורד במהלך הבגרות ולמרות שנפח החומר הלבן (אקסונים מיאלין) מגיע לשיא במהלך אמצע החיים, הוא פוחת גם לאחר מכן.

מיאלינציה חריגה המתבטאת בנגעי חומר לבן (WML) ניתנת לזיהוי באמצעות MRI והם גם סימני היכר נפוצים של הזדקנות. הם משקפים מחלת כלי דם קטנים וקשורים מאוד למספר הפרעות ניווניות כמו מחלת אלצהיימר (AD), דמנציה ופרקינסון.

שינויים מבניים בארכיטקטורה של המוח נמצאים בקורלציה כה טובה עם הגיל הכרונולוגי, עד שמחקרים עדכניים המשתמשים בתמונות MRI בשילוב עם למידת מכונה הצליחו לחזות גיל עם שגיאה מוחלטת ממוצעת של פחות מחמש שנים. זה מספק שימוש פוטנציאלי של הדמיה עצבית כדי לזהות שינויים מבניים כסמן ביולוגי להזדקנות ועשוי לשמש לזיהוי וריאציות "מואצות" או ניווניות.

הזדקנות מטבולית וגנטית

הזדקנות כרונולוגית מלווה בהזדקנות; ירידה מהותית בתפקוד התא, הרקמה והאורגניזם אשר תורמת גם לחסרים פיזיולוגיים. ירידה זו מייצגת חוסר איזון בין נזק מולקולרי לתיקון, וכוללת תהליכים לא תפקודיים בתפקוד המיטוכונדריאלי, פירוק חלבון ותגובות מתח חמצוני.

שינויים מטבוליים בהתבגרות המוח כוללים פיצול מיטוכונדריאלי, פגיעה בהובלת אלקטרונים ונזק חמצוני מוגבר לDNA המיטוכונדריאלי. מה שמוביל בסוף לירידה במוצרים אנרגטיים כמו NAD+ ולהשפעות המזיקות של מיני חמצן תגובתיים. ישנן גם עדויות לפעילות נוגדת חמצון מופחתת ולפינוי לקוי של מולקולות שנפגעו בחמצון.

מסלולי הזדקנות אלו מובילים להצטברות של חומר פסולת וחלבונים נוירוטוקסיים עקב פינוי מופחת על ידי מערכות מיטוכונדריות, נוגדי חמצון וגלימפטיות. צבירה של חלבונים אופיינית ל-AD. היא כוללת פלאקים עמילואיד בטא וסבכים נוירו-פיבריריים. וכתוצאה מכך יש השלכות תפקודיות על העברה סינפטית.

ההזדקנות כוללת גם חתימות גנטיות הכוללות צבירת נזק ל-DNA שלא תוקן ואובדן תוצאתי של שלמות גנומית. וכתוצאה מכך לשגיאות מוגברות במהלך ייצור מוצרי RNA ומוצרי חלבון.

לנזקי DNA הקשורים לגיל יש השפעות בולטות במוח. מכיוון שהנוירונים אינם מסוגלים לבצע תיקון שבירה כפולה, מכיוון שהם פוסטמיטוטיים לצמיתות. במקום זאת, תאים עצביים מתמקדים בתיקון גנים המתעתקים באופן פעיל באמצעות רקומבינציה הומולוגית. במקום בתיקון כל הגנום.

עדיין לא ברור אם דפוסים מסוימים של נזק ל-DNA עשויים לתרום להפרעות הקשורות לגיל או אם הצטברות של DNA פגום פשוט מתרחשת לאורך זמן ולכן היא קריאת גיל.

ירידה קוגניטיבית עם הגיל

לשינויים בהרכב המבני והכימי של המוח במהלך ההזדקנות יש השלכות התנהגותיות. השינוי ההומוגני ביותר בתפקוד הקוגניטיבי עם הגיל הוא הזיכרון. הבדלים הקשורים לגיל זוהו גם במטלות זיכרון עבודה, קשב ותפקוד ביצועי.

השינויים הקוגניטיביים ה'לא-פתולוגיים' הללו נחשבים כנובעים מהרגישות המוגברת להסחת דעת במהלך ביצוע המשימה ומהירות העיבוד המופחתת. עם זאת, הבנת המנגנונים המבדילים בין ביצועים טובים יותר או גרועים יותר אצל אנשים מבוגרים הייתה אתגר. ניוון מוחי עשוי להיות מנגנון התורם לירידה קוגניטיבית פתוגנית בהפרעות נוירודגנרטיביות.

מטה-אנליזה זיהתה כי אובדן נפח באזורים שונים כמו ההיפוקמפוס והקורטקס האנטורינאלי היה קשור לפגיעה קוגניטיבית קלה (MCI). יתרה מכך, מחקרים אחרים זיהו שינויים בשיעורי ניוון ההיפוקמפוס בחולי MCI שהתקדמו במקביל לאבחנה של AD. בהתחשב במבנים מוחיים אלה יש תפקיד מרכזי בזיכרון, אין זה מפתיע שהם קשורים להפרעות הקשורות לאובדן זיכרון.

האם נוכל להפסיק להזדקן?

ההזדקנות הכרונולוגית היא אוניברסלית עבור כולם. אך ישנם הבדלים אינדיבידואליים בהזדקנות הביולוגית. וייתכן שניתן יהיה להאט את התהליכים הביולוגיים כדי להגן טוב יותר על המוח. ישנם מספר שינויים באורח החיים שעשויים למלא תפקיד מגן בירידה קוגניטיבית הקשורה לגיל. כמו פעילות גופנית, הגבלת אנרגיה ותוספי נוגדי חמצון.

עם זאת, מעניין שצריכה מתונה של אלכוהול נקשרה עם סיכון נמוך יותר לדמנציה, בהשוואה להימנעות. מה שמוכיח שהאטת תהליך ההזדקנות עשויה להיות מורכבת יותר מאשר היפוך נזקים הקשורים לגיל.