İyonlaştırıcı Radyasyona Bağlı Beyin Hücresi Yaşlanması ve Altta Gelen Potansiyel Moleküler Mekanizmalar Bölüm 1

Soyut:

Nüfusun yaşlanması dünya çapında hızla gerçekleşmekte ve küresel ekonomiyi ve sağlık hizmetlerini zorlamaktadır. Beyin yaşlanması, Alzheimer hastalığı ve Parkinson hastalığı da dahil olmak üzere yaşa bağlı çeşitli nörolojik ve nöropsikolojik bozukluklara önemli bir katkıda bulunur.

Nüfusun yaşlanması hızlandıkça insanlar beyin yaşlanması ile hafıza arasındaki ilişkiye giderek daha fazla dikkat ediyor. Yapılan araştırmalara göre insan beyni yaşlanmayla birlikte başta hafıza olmak üzere bazı fonksiyonlarını yavaş yavaş kaybedecek. Peki beyin yaşlanması ile hafıza arasındaki ilişki nedir?

Öncelikle beyin yaşlanması herkesin karşılaştığı bir sorun değildir. Sağlıklı bir yaşam tarzıyla beynin yaşlanma sürecini geciktirebiliriz. Egzersiz yapmanın, iyi beslenme alışkanlıklarını sürdürmenin ve düzenli bilişsel eğitime katılmanın beyin sağlığı üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabileceği ve nöronların çoğalmasını ve bağlantılarını teşvik edebileceği bilimsel olarak kanıtlanmıştır.

Ayrıca hafızayı geliştirmek için bazı spesifik yöntemleri de deneyebiliriz. Örneğin, birden çok kez gözden geçirerek, çağrışımlar kullanarak ve bir dil duygusu yaratarak hafızayı güçlendirebiliriz. Bu yöntemler beyindeki hipokampus ve amigdala gibi hafızayla ilgili bölgeleri harekete geçirmemize ve hafıza verimliliğimizi artırmamıza yardımcı olabilir.

Ayrıca hafıza eğitimi için teknik imkanlardan da uygun şekilde faydalanabiliriz. Flipd, BrainHQ, Elevate vb. gibi çeşitli hafıza oyunları, uygulamaları ve araçları hafızayı ve konsantrasyonu geliştirmemize yardımcı olabilir. Bu uygulamalar ve araçlar, ihtiyaçlarımıza ve ilgi alanlarımıza göre uyarlanmış kişiselleştirilmiş hafıza eğitimi programları oluşturmak için en son bilişsel bilim araştırmalarını kullanır.

Sonuç olarak, yaşlanan beyinlerin hafıza üzerindeki etkisinin bizi korkutmasına gerek yok. Sağlıklı bir yaşam tarzına bağlı kaldığımız, bilişsel eğitime odaklandığımız ve hafızayı geliştirmek için çeşitli yöntemler denediğimiz sürece, beynin yaşlanma sürecini etkili bir şekilde geciktirebilir, hafızamızı ve konsantrasyonumuzu geliştirebilir ve daha sağlıklı ve daha tatmin edici bir hayatın tadını çıkarabiliriz. Hafızayı geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche Deserticola hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche Deserticola, hafızayı geliştirmek de dahil olmak üzere birçok benzersiz etkiye sahip geleneksel bir Çin tıbbi malzemesidir. Cistanche Deserticola'nın etkinliği, tannik asit, polisakkaritler, flavonoid glikozitler vb. dahil olmak üzere içerdiği çok sayıda aktif bileşenden gelir. Bu bileşenler, çeşitli yollarla beyin sağlığını geliştirebilir.

Belleği geliştirmenin 10 yolunu bilin'e tıklayın

İyonlaştırıcı radyasyona maruz kalma gibi çeşitli dış faktörler yaşlanmayı hızlandırabilir. Çok sayıda insan ve hayvan çalışması, iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalmanın organ yaşlanması üzerinde çeşitli etkilere sahip olabileceğini ve radyasyon dozuna veya doz hızına bağlı olarak yaşam süresinin uzamasına veya kısalmasına yol açabileceğini bildirmiştir.

Bu makale, radyasyonun, nöronlar, mikroglia, astrositler ve serebral endotel hücreleri dahil olmak üzere farklı türdeki beyin hücrelerinin yaşlanması üzerindeki etkilerini gözden geçirmektedir. Ayrıca ilgili moleküler mekanizmalar tartışılmaktadır. Genel olarak bu inceleme, farklı hücre tiplerinde radyasyonun neden olduğu yaşlanmanın, çeşitli nörolojik ve nöropsikolojik bozuklukların gelişmesine neden olabilecek beyin yaşlanmasına nasıl yol açabileceğini vurgulamaktadır.

Bu nedenle radyasyona bağlı oksidatif stres ve nöroinflamasyonu hedef alan tedavi, radyasyona bağlı beyin yaşlanmasını ve neden olabileceği nörolojik ve nöropsikolojik bozuklukları önleyebilir.

Anahtar Kelimeler: iyonlaştırıcı radyasyon; yaşlanma; beyin; oksidatif stres; mitokondriyal fonksiyon bozukluğu; DNA hasarı.

1. Giriş

Küresel nüfus yaşlanması şu anda benzeri görülmemiş bir oranda gerçekleşiyor. Daha yaşlı bir nüfusa doğru demografik bir değişim yaşandı ve bunun geniş kapsamlı sonuçları olabilir. Nüfusun yaşlanması, küresel ekonomi ve sağlık hizmetleri açısından bir kriz olarak değerlendirilmektedir [1].

Çoğu türde yaşamın geriatrik evresi, adaptasyon ve kendi kendini dengeleme mekanizmalarının bozulmasını içerir ve bu da çevresel veya iç baskıya, hastalığa ve ölüme karşı artan duyarlılığa yol açar [2].

İnsanlarda yaşlanma, ilerleyici bilişsel ve fiziksel bozulmanın yanı sıra nörodejeneratif hastalıklar gibi artan hastalık riskiyle de ilişkilidir. Yaşa bağlı engellilik ve hastalık, insan yaşam kalitesini olumsuz yönde etkilemekte, sonuçta ölüm riskini arttırmakta ve birey, aile ve toplum düzeyinde sorunlara yol açmaktadır [3].

Sonuçta bilişsel gerilemeye yol açan karmaşık hücresel ve moleküler mekanizmaları içeren beyin yaşlanması, nörodejenerasyona birincil katkıda bulunan faktördür [4].

Yaşlanma, beynin işlevsel kapasitesinde kademeli bir bozulmaya neden olur, bu da öğrenme ve hafızanın bozulmasına, dikkat eksikliklerine, karar verme hızının azalmasına ve duyusal ve motor koordinasyonun bozulmasına yol açar [5].

Beyin fonksiyonlarında yaşa bağlı bozulma, neredeyse diğer organ sistemlerindeki fonksiyonel bozulmaya paralel olarak ortaya çıkmakta ve performanstaki düşüş 50 yaşından sonra önemli ölçüde hızlanmaktadır (6).

Bununla birlikte, hücresel bütünlük ve moleküler yollardaki yaşlanmaya bağlı değişiklikler, beyin de dahil olmak üzere dokular arasında paylaşılmaktadır [7]. Bu değişiklikler arasında mitokondriyal fonksiyon bozukluğu; makromoleküllere oksidatif hasarın hücre içi birikmesi; enerji metabolizmasının düzensizliği; hücresel atıkların bertaraf edilmesindeki bozukluklar (otofaji-lizozom ve proteazom fonksiyonları), adaptif stres tepki sinyalleri ve DNA onarımı; ve iltihaplanma. Ayrıca, yaşlanan beyinde anormal nöronal ağ aktivitesi, nöronlarda değişen Ca2+ işlenmesi ve azalmış nörogenez de gözlenir [8,9].

Tüm canlı organizmalar yaşlanır ve yaşamları boyunca iyonlaştırıcı radyasyona (IR) maruz kalırlar. Çeşitli çalışmalar IR'yi hızlandırılmış yaşlanmayla ilişkilendirmiştir [10]. Kuzmic ve arkadaşları, kronik gama radyasyonunun yaşam süresi üzerindeki etkisini değerlendirmek için glp-1 steril Caenorhabditis elegans'ı kullandılar ve IR'nin yaşlanmayı hızlandırabildiğini doğruladılar [11]. IR'ye maruz kalmanın çok çeşitli fizyolojik değişikliklere neden olduğu bilinmektedir.

IR, genetik kararsızlığa, DNA hasarına ve oksidatif strese neden olan, beyin endotel hücre yaşlanmasına ve hücre ölümüne yol açan DNA çift sarmal kırılmalarına (DSB'ler) yol açabilir [12,13]. Büyüme durgunluğunun geri dönüşü olmayan bir durumu olan hücresel yaşlanma, embriyonik gelişimden doku onarımına ve yaşlanmayla ilişkili hastalıklara kadar yaşlanmanın diğer birçok biyolojik süreçle ilişkisini anlamamıza yardımcı olabilir [14,15].

Yüksek doza maruz kalma, akut radyasyon hastalığına neden olabilirken, düşük dozda radyasyona uzun süre maruz kalma, sıklıkla nörodejeneratif hastalıklar gibi kronik bozukluklarla sonuçlanır. Yüksek doz/doz oranlı IR'nin insan sağlığı üzerindeki zararlı etkileri iyi bilinse de, düşük doz/doz hızına maruz kalmanın etkisi, her yerde bulunmasına rağmen genellikle göz ardı edilmektedir.

IR'nin tıbbi teşhis ve kanser tedavisinde kullanımı önemli ölçüde arttı. Sonuç olarak, hastanelerden kaynaklanan nükleer atıklar dünyadaki toplam yıllık radyasyon maruziyetinin yaklaşık %14'ünü oluşturmaktadır [16].

Çeşitli çalışmalar, kateterizasyon laboratuvarlarında düşük dozda IR'ye uzun süre maruz kalmanın, kardiyovasküler hastalık riskini artırdığını, bunun da damarlanmanın artmasına ve erken ateroskleroza neden olduğunu göstermektedir [17].

Kanser hastalarının %50'den fazlası radyoterapi ile tedavi edilecektir. Radyoterapi tümör dokusunu öldürürken aynı zamanda çevredeki normal dokulara da zarar vererek radyasyon toksisitesine yol açacaktır. [18]. Radyoterapi hem tümör dokusunu hem de çevredeki sağlıklı IR'yi açığa çıkararak DNA hasarına neden olur ve bu da DNA hasar tepkisini (DDR) tetikler. Bu reaksiyonda iyonlaştırıcı radyasyon hücre döngüsünün durmasına ve hücre hasarına neden olacak ve daha sonra bu hasarlı hücreler otomatik olarak onarılacaktır. Eğer DNA tamamen onarılırsa bu hücreler eskisi gibi iyileşebilirler.

Ancak iç ve dış faktörler DNA onarım yeteneğini etkilediğinde yaşlanma (yani kalıcı hücre döngüsü durması) veya hücre ölümü (apoptoz veya mitotik felaket gibi) meydana gelecektir. [19,20]. Ayrıca nörogörüntüleme sırasında yüksek çözünürlüklü görüntüler elde etmek için IR sıklıkla gerekli olduğundan, düşük doz/doz oranlı IR'nin nörodejeneratif hastalıklara katkısı incelenmelidir [21].

Radyasyona maruz kalma, özellikle doğal radyasyona maruz kalma, günlük insan yaşamında meydana gelir. Uranyum (238U), potasyum (40K), toryum (232T) gibi yer kabuğundaki bazı radyoaktif elementler ve bunların radon (222Rn) ve radyum (226Ra) gibi radyoaktif bozunma ürünleri, radyasyona maruz kalmanın doğal kaynakları olarak hareket eder [22 ]

Yüksek düzeyde arka plan radyasyonuna sahip alanların, insanlarda kronik düşük dozda radyasyona maruz kalmanın uzun vadeli etkilerini araştırmak için ideal olduğu düşünülmektedir [23]. Brezilya, Çin, Hindistan ve İran'da yüksek doğal arka plan radyasyonu üzerine bazı çalışmalar yapılmıştır [24-26]. Yüksek dozda radyasyona maruz kalmak kansere neden olabilir.

Ayrıca, Çin'in Yangjiang kentinde gözlemlenen yüksek doğal arka plan radyasyonunun, tüberküloz, sindirim hastalıkları ve serebrovasküler hastalıklar gibi kanser dışı bazı hastalıkların görülme sıklığını da artırdığını belirtmekte fayda var. [27]. Çevredeki yüksek doğal arka plan radyasyonu bir tür doğal kirlilik olarak kabul edilebilir. İnsan vücuduna hem iç hem de dış kaynaklardan ulaşabilir ve insan DNA'sına zarar verebilir.

Ek olarak, doğal arka plan radyasyonu da insan faaliyetleri yoluyla ekosisteme girerek doğal arka plan radyasyonunun yüksek olduğu bölgelerde yaşayan bireylerin sağlığını ve yaşam kalitesini etkilemektedir. 1986 Çernobil felaketinin uzun vadeli bir takip çalışması, kapsamlı Değerlendirilen tüm kirlenmiş bölgelerde maruz kalan bireylerde görülen çeşitli hastalıklar.

Özellikle, birçok kişide merkezi sinir sisteminde (CNS) değişiklikler, radyasyonun neden olduğu nörobilişsel işlev bozukluğu gözlemlenmiştir [28]. Ayrıca, hayatta kalan Çernobil tasfiyecileri, erken yaşlanma ile ilişkilendirilebilecek iltihaplanma belirtileri göstermiştir [29]. Radyasyona bağlı bağışıklık sistemi bozuklukları, radyasyona maruz kaldıktan kısa bir süre sonra meydana gelen fizyolojik değişikliklere önemli katkılarda bulunur ve radyasyonun tümör gelişimi ve erken yaşlanma gibi gecikmiş etkileriyle ilişkilendirilmiştir [30].

Kronik düşük dozda IR'ye maruz kalma, beyin damarları da dahil olmak üzere kan damarlarının yaşlanmasını hızlandırabilir. Bunun, sistemik aterosklerozun yanı sıra 40 yaşın üzerindeki bireylerde yaşa bağlı ensefalopati ile korele olduğu gösterilmiştir [31,32].

Daha önce yapılan bir araştırmada incelenen, Çernobil nükleer kazasına maruz kalan 306 işçiden erkeklerin ve kadınların sırasıyla %81'i ve %77'si, hızlı yaşlanma belirtileri sergiledi.

Ek olarak, 45 yaşın altındakilerin radyasyonun neden olduğu hızlandırılmış yaşlanmaya daha duyarlı olduğu görülmüştür [33]. İnsanlarda radyasyona duyarlılık, birey olgunlaşana kadar yaşla birlikte azalır. Ancak yaşlılıkta bu duyarlılık artar.

Hayvanlardan elde edilen deneysel veriler de IR'nin yaşlanmayı tetiklediği teorisini desteklemektedir. Brizzee, artan yaşla birlikte, Rhesus maymunları ve albino sıçanların serebral kortekslerinde bazı değişikliklerin meydana geldiğini gözlemlemiştir [34].

Fare beyinlerinden alınan transkriptomik profillerin analizi, tüm vücuda düşük dozda ışınlama (100 mGy) uygulandıktan saatler sonra gözlemlenen moleküler tepkilerin erken bilişsel gerileme, Alzheimer hastalığı ve çeşitli nöropsikiyatrik bozukluklarla ilişkili olanlara benzer olduğunu ortaya çıkardı [35,36]. Işınlamadan bir gün ve bir ay sonra elde edilen mikroglia transkriptomik profilleri de yaşlanma sırasında gözlemlenenlere benzerdi ve bu da radyasyonun yaşlanmayı artırıcı etkilerine işaret ediyordu [37].

Sıçanlarda primer serebrovasküler endotel hücrelerinin in vitro yüksek dozda (2-8 Gy) ışınlanması, IL-6, IL{{5} dahil olmak üzere proinflamatuar sitokinlerin ve kemokinlerin yukarı regülasyonu ile karakterize edilen, yaşlanmayla ilişkili salgılayıcı bir fenotipi destekler. } ve MCP-1 [38].

IR'nin hücresel yaşlanmayı arttırdığı ve yaşlanmayla ilişkili -galaktosidaz (SA- -Gal) ve yaşlanmaya özgü genlerin (p16, p12 ve Bcl-2) ışınlanmış kemik iliğinde yüksek düzeyde eksprese edildiği rapor edilmiştir. türetilmiş makrofajlar [39]. Bu bulgular, radyasyonun serebral kan damarlarının endotelyal hücreleri üzerinde potansiyel yaşlanmaya neden olan etkilerine işaret eden in vivo kanıtları desteklemektedir.

Toplamda, IR'ye maruz kalmanın oksidatif stres, kromozomal hasar, apoptoz, kök hücre yetmezliği ve inflamasyonla sınırlı olmayan biyolojik etkilerinin hepsinin hızlandırılmış yaşlanmaya katkıda bulunduğu açıktır [40]. Ayrıca, IR'ye maruz kalmanın nörodejeneratif hastalıklar gibi malign olmayan durumların gelişimine katkısı epidemiyolojik çalışmalarla da açıkça ortaya çıkmaktadır [21] ve birçok tıbbi durum farklı türdeki düşük doz/doz oranlı radyasyona maruz kalmayla ilişkilidir (Tablo 1). .

Bu derlemede, çeşitli CNS hücre tiplerinin (mikroglia, astrositler, serebral endotel hücreleri ve nöronlar) yaşlanması da dahil olmak üzere, IR'nin beyin yaşlanması üzerindeki etkisine odaklanacağız. Ayrıca ilgili moleküler mekanizmalar tartışılacak ve radyasyona bağlı beyin yaşlanmasının gerçek etkisini aydınlatmayı amaçlayan gelecekteki araştırma yönleri önerilecektir.

For more information:1950477648nn@gmail.com