Kíméld az agyadat: lustálkodj

A legelterjedtebb nézet szerint a szellemileg (is) aktív mindennapok a zálogai a hosszú, egészséges életnek. Ezért is meglepő, hogy egy új kutatás szerint az aktív szellemi tevékenység az idegsejtekben a DNS törését okozza.

Az örökítőanyag sérülése ugyanis minden eddigi ismeretünk szerint egy káros folyamat: a genom fajra jellemző számú – esetünkben 23 pár – kromoszómába szerveződik és nemkívánatos, hogy tovább darabolódjon, mert az a kódolt információ sérüléséhez, elvesződéséhez vezet. Ezért a sejtek különböző védekező, hibajavító mechanizmusok révén igyekszenek amint lehet kijavítani a töréseket. Ez az esetek többségében sikeres, ritkán azonban a hibajavító mechanizmus is hibázik és nem az eredeti állapot áll vissza. Márpedig, ha elég gyakoriak a DNS-törések, akkor a nagy számok szigorú törvénye szerint hibák fognak bekövetkezni. (Nem véletlen, hogy a DNS törést okozó anyagok és körülmények – pl. ionizáló sugárzás – mutagenizáló hatásúak és szinte kivétel nélkül kapcsolatba hozhatók daganatos megbetegedésekkel is.)

Egy kaliforniai kutatócsoport azt tanulmányozta, hogy Alzheimer-modell egerekben megnövekszik-e az agyban a DNS-törések száma. A válasz igen (ez kevéssé volt váratlan), de az igazán érdekes dolgot a kontroll csoportokban fedezték fel: ui. az “abszolút” kontrollnak tekinthető, ketrecben henyélő társaikhoz képest az új közegbe helyezett és azt aktívan felfedező egerekben is megnövekedett DNS-törés-számot leltek. Hogy bebizonyítsák, mindez specifikusan, az agyi aktivitással függ össze, persze más kísérleteket is végeztek.

Például csak a jobb szem előtt vetítettek mindenféle mintákat, majd megnézték, hogy a vizuális információt feldolgozó kérgi területek közt van-e különbség DNS-törésileg. Mint kiderült, az aktívabb bal látókéreg (ezt lehet pl. a c-Fos gén átíródásával mérni) több DNS-töréssel rendelkezik, mint a jobb (a szemből ékező látóideg kereszteződik, így a jobb oldalról érkező kép az agy bal oldalán dolgozódik fel és vice versa), ami ismét csak azt sugallja, hogy az idegi működés stimulálja valamiképpen a DNS szál eltörését. (Fontos megjegyezni, hogy csak idegsejtekben találtak törést, más agyi (pl. glia) sejtekben nem.)

Mégis mi lehet a magyarázat minderre? Két egyszerűbb és egy bonyolultabb dolog vethető fel:

1. – a neuronok működése valóban károsítja a DNS-t (olyan anyagok szabadulnak fel az ingerület-átvitel során, amelyek közvetve kiváltják a kettős spirál törését);
2. – az idegsejtek működése során a kromoszómán belül a passzív és aktívan átíródó területek gyors átrendezésére van szükség, aminek egy eddig kevésbé ismert módja a DNS szálak eltörésén át következhet be;
3. – illetve vajon tényleg DNS-törést mérünk-e? Az elvégzett kísérletek mind indirekt módon mérik a tört DNS jelenlétét pl. a γH2A.X és az 53BP1 fehérjék sejtmagi (vagyis DNS-közeli) jelenlétén keresztül, illetve az ún. “üstökös” módszerrel (“comet assay”), amikor a sejtmagokat gélben futtatják, és azok, ahol sok DNS törés van, egy csóvát húznak maguk után a gélképen (lásd legelső kép jobb oldalán). Ezek mind bevett módszerei a DNS törések felismerésének, ugyanakkor nem zárható teljesen ki, hogy az idegi aktivitás során olyan törékeny lesz helyenként a DNS, hogy a sejtmag-preparálás során eltörik (innen az üstökös-farkak a  gélben), illetve ez a fura állapot is megköti a fent említett fehérjéket.

Az első eléggé szembe megy az empirikus tapasztalatainkkal (ti. a szellemileg aktív emberek egyáltalán nem épülnek le hamarabb, nem veszítik el idegsejtjeiket hamarabb, mint nem aktív társaik, sőt), a második kettő pedig kicsit “ezoterikus” magyarázatnak tűnik. De mindenesetre érdekes lesz megérteni, hogy mi is folyik itt.

Suberbielle E, Sanchez PE, Kravitz AV, Wang X, Ho K, et al. (2013) Physiologic brain activity causes DNA double-strand breaks in neurons, with exacerbation by amyloid-β. Nat Neurosci 16(5):613-21.
Herrup K, Chen J, Li J (2013) Breaking news: thinking may be bad for DNA. Nat Neurosci 16(5): 518-9.