Nikotynowy układ cholinergiczny i starzenie poznawcze

Wykazano, że układ cholinergiczny jest głównym układem neuroprzekaźnikowym odpowiedzialnym za objawy poznawcze w otępieniu. Podczas gdy korzyści terapeutyczne są oczywiste w przypadku demencji, niepewna pozostaje rola, jaką układ cholinergiczny ogólnie i układ nikotynowy odgrywają w funkcjach poznawczych u zdrowych osób starszych bez demencji (określanych w tym zgłoszeniu jako normalne poznawcze starzenie się). Ma to kluczowe znaczenie, ponieważ ekspansja zdrowej, starzejącej się populacji będzie mimo wszystko wykazywać spadki funkcji poznawczych, które nie dorównują demencji, ale nadal wpływają na zdolności funkcjonalne i niezależność. Zrozumienie wpływu zmian funkcjonalnych związanych z wiekiem na układ nikotynowy wyjaśni jeden mechanizm neurochemiczny leżący u podstaw zmian poznawczych związanych z wiekiem i dostarczy informacji o tym, jak dysfunkcja nikotynowa wpływa na funkcje poznawcze u zdrowych osób starszych. Wcześniejsze badania wykazały, że system nikotynowy wpływa na uwagę i pamięć u zdrowych osób dorosłych. Niedawno, wraz ze zwiększonym wykorzystaniem funkcjonalnego rezonansu magnetycznego mózgu (fMRI) w połączeniu z manipulacjami psychofarmakologicznymi, pojawiły się wzorce danych, które dodatkowo określają rolę układu nikotynowego w funkcjach poznawczych, starzeniu się i demencji.

Badacze sugerują, że zmiany systemu nikotynowego są odpowiedzialne za różnice wiekowe w wykonywaniu zadań związanych z pamięcią roboczą i aktywację mózgu. Badacze mogą obserwować funkcjonowanie układu nikotynowego, badając wzorce aktywacji mózgu w odpowiedzi na blokadę nikotynową i stymulację. Wykazano zwiększoną aktywację grzbietowo-bocznej kory przedczołowej (DLPFC) u osób starszych w porównaniu z młodszymi osobami dorosłymi i przypuszcza się, że jest to reakcja kompensacyjna na proces starzenia. Badacze proponują, że tymczasowy antagonizm układu nikotynowego będzie również powodował zwiększoną aktywację DLPFC. Jednak związek między zwiększoną aktywacją a wydajnością będzie przebiegał w różnych kierunkach dla starszych i młodszych dorosłych. U osób starszych zwiększona aktywacja będzie dodatnio skorelowana z wydajnością, ponieważ jest to reakcja kompensacyjna. U młodszych dorosłych zwiększona aktywacja będzie ujemnie skorelowana z wydajnością, ponieważ jest to nieadaptacyjna odpowiedź na przejściowy antagonizm nikotynowy. Stymulacja nikotynowa u osób starszych ujawni zmniejszoną aktywację DLPFC, która będzie ujemnie skorelowana z wydajnością, co reprezentuje „młodszy” wzorzec zależności między wydajnością a aktywacją. Młodsi dorośli będą mieli podobny wzorzec aktywacji i wydajności jak starsi dorośli po stymulacji nikotynowej, ponieważ już działają optymalnie i nie otrzymają żadnej dalszej poprawy. Dane te pozwolą lepiej zrozumieć mechanizm neurochemiczny zaangażowany w normalne starzenie się oraz sposób, w jaki wzorce aktywacji mózgu odnoszą się do funkcji receptorów.