Molecular aging of the brain, neuroplasticity, and vulnerability to depression and other brain-related disorders
- PMID: 23576889
- PMCID: PMC3622469
- DOI: 10.31887/DCNS.2013.15.1/esibille
Molecular aging of the brain, neuroplasticity, and vulnerability to depression and other brain-related disorders
Abstract
The increased risk for neurodegenerative and neuropsychiatric disorders associated with extended lifespan has long suggested mechanistic links between chronological age and brain-related disorders, including depression, Recent characterizations of age-dependent gene expression changes now show that aging of the human brain engages a specific set of biological pathways along a continuous lifelong trajectory, and that the same genes that are associated with normal brain aging are also frequently and similarly implicated in depression and other brain-related disorders. These correlative observations suggest a model of age-by-disease molecular interactions, in which brain aging promotes biological changes associated with diseases, and additional environmental factors and genetic variability contribute to defining disease risk or resiliency trajectories. Here we review the characteristic features of brain aging in terms of changes in gene function over time, and then focus on evidence supporting accelerated molecular aging in depression. This proposed age-by-disease biological interaction model addresses the current gap in research between "normal" brain aging and its connection to late-life diseases. The implications of this model are profound, as it provides an investigational framework for identifying critical moderating factors, outlines opportunities for early interventions or preventions, and may form the basis for a dimensional definition of diseases that goes beyond the current categorical system.
El mayor riesgo para los trastornos neurodegenerativos y neuropsiquiátricos asociados con el aumento de la expectativa de vida ha sugerido hace tiempo asociaciones mecanicistas entre la edad cronológica y los trastornos cerebrates, incluyendo la depresión. Recientes caracterizaciones en los cambios en la expresión génica dependiente de la edad han mostrado que el envejecimiento del cerebro humano requiere de un conjunto específico de vías biológicas en un continuo a través del curso de toda la vida, y que los mismos genes que están asociados con el envejecimiento normal se implican frecuentemente y de igual forma en la depresión como en otros trastornos cerebrates. Estas sucesivas observaciones sugieren un modelo de interacciones moleculares de enfermedades por la edad, en las cuales el envejecimiento cerebral promueve cambios biológicos asociados con las enfermedades, y en forma adicional los factores ambientales y la variabilidad genética contribuyen a definir el riesgo de enfermar o de tener una evolución con resiliencia. En este artículo se revisan las caracteristicas distintivas del envejecimiento cerebral en términos de cambios en la función génica a lo largo del tiempo, y luego se enfoca en la evidencia que sustenta un acelerado envejecimiento molecular en la depresión. Este modelo que propone la interacción biológica de enfermedades por la edad Ie da una dirección a la actual brecha en la investigación entre el envejecimiento cerebral “normal” y su conexión con enfermedades del final de la vida. Las sugerencías de este modelo son profundas y proporcionan un marco de investigación para identificar factores moderadores criticos, delinear oportunidades para intervenciones o prevención precoces y poder formar las bases para una definición dimensional de las enfermedades que vaya más allá del actual sistema de categoríes.
L'augmentation du risque de troubles neurodégénératifs et neuropsychiatriques associé à l'allongement de la durée de vie évoque depuis longtemps l'existence de liens mécanistes entre l'âge chronologique et les troubles cérébraux, dont la dépression. Des mises en évidence récentes de modifications d'expression des gènes en fonction de l'âge suggèrent maintenant que le vieillissement cérébral humain met enjeu un ensemble spécifique de voies biologiques sur une trajectoire continue tout au long de la vie. Or, les gènes associés au vieillissement normal du cerveau sont aussi impliqués de façon fréquente et identique dans la dépression ainsi que dans d'autres troubles cérébraux. Ces observations proposent un modèle d'interaction moléculaire âge-maladie, dans lequel le vieillissement cérébral favorise des modifications biologiques associeés aux maladies et dans lequel des facteurs environnementaux supplémentaires et la variabilité génétique contribuent à définir le risque pathologique ou celui des trajectoires de résilience. Nous passons en revue ici les traits caractéristiques du vieillissement cérébral en termes de modification de la fonction des gènes au cours du temps. Puis nous nous interessons aux arguments en favour de l'accélération du vieillissement moléculaire dans la dépression. Cette proposition de modèle d'interaction biologique âge-maladie aborde le décalage actuel dans la recherche entre le vieillissement cérébral normal et ses connexions aux maladies de la vieillesse. Les implications de ce modèle sont importantes, en termes de cadre d'investigation pour l'identification des facteurs de modération déterminants, d'opportunités pour une prévention ou un traitement précoce et de création d'une définition dimensionnelle des maladies allant au-delà du système catégoriel actuel.
Keywords: age; brain molecular aging; depression; neurological disorder; neuroplasticity; psychiatric.
Figures
References
Publication types
MeSH terms
Substances
Grants and funding
LinkOut - more resources
Full Text Sources
Medical
Miscellaneous