Verstoord bioritme bij ouder worden verklaard
Een slechter functionerende biologisch klok bij veroudering blijkt grotendeels het gevolg van de verminderde activiteit van een enkel gen. Onderzoekers van het Amerikaanse MIT publiceerden in Cell van 20 juni dat het SIRT1-gen een centrale rol speelt bij goede regulatie van het 24-uursritme in muizen.
Alle levende organismen hebben een evolutionair geconserveerd systeem waarmee ze lichaamsprocessen aan de omgeving kunnen aanpassen. In reactie op de dag-nacht-cyclus, stuurt de hersenstructuur suprachiasmatische nucleus (SCN) allerlei genen in een oscillerend ritme aan. Deze biologische klok staat afgesteld op plusminus 24 uur: ‘circa-dia’. Ook organen elders in het lichaam volgen zo’n circadiaan ritme. Verstoring hiervan heeft nadelige gevolgen voor de gezondheid.
Toen de onderzoekers Chang en Guarente het SIRT1-gen uitschakelden in muizenbreinen, lieten de muizen een iets langer dag-nacht-ritme zien dan niet-gemanipuleerde muizen. Toen de onderzoekers het gen extra tot expressie brachten gebeurde juist het tegenovergestelde: de cyclus werd korter.
Bekend is dat de circadiane regulatie afneemt bij hogere leeftijd: de klok raakt verstoord en aanpassing aan een verandering in het licht-donker-ritme wordt moeilijker. De langere cyclus van muizen die minder SIRT1 tot expressie brachten lijkt op wat er gebeurt bij veroudering. En dat is niet toevallig, want de hoeveelheid SIRT1-eiwit neemt af met veroudering en daarmee het aanpassingsvermogen aan veranderde licht-donkerschema’s. In de proef met meer SIRT1-eiwitproductie beschermde het eiwit muizen tegen de achteruitgang van de klokfunctie met de leeftijd.
Het SIRT1-gen was al bekend om zijn rol bij gezond ouder worden en allerlei cellulaire reacties op stress. SIRT1 stuurt allerlei stofwisselingsprocessen aan. ‘Deze studie bevestigt de verbinding tussen metabolisme en de circadiane klok,’ zegt Stephan Michel, die aan het LUMC onderzoek doet naar de invloed van metabolisme, veroudering en licht op de biologische klok en de gevolgen daarvan voor de gezondheid. ‘Wij zijn benieuwd of SIRT1 ook een rol speelt bij de invloed van daglengte op de klok en of de werking van het neuronale netwerk van de circadiane klok in de SCN door SIRT1 verandert.’
Auteur Guarente hoopt alvast op mooie toepassingen: ‘Als we SIRT1 zo actief mogelijk kunnen houden tijdens het ouder worden, kunnen we veroudering in de centrale klok in de hersenen vertragen. Dat moet gezondheidsvoordelen opleveren’.
Dit artikel verscheen op 06.07.2013 in BioNieuws