Abstract
Aging is a major risk factor for retinal neurodegenerative diseases. Aged mammalian
retinal ganglion cells (RGCs) lack the ability to regenerate axons after injury. Rodent
models suggest that older age increases the vulnerability of RGCs to injury and impairs
RGC function as well as their functional recovery. Molecular changes – including decreased
circulating levels of brain-derived neurotrophic factor (BDNF) – might contribute to
impaired RGC dendritic extension during aging. Moreover, age-related mitochondrial
dysfunction plays a major role in aging processes, as it leads to reduced adenosine
triphosphate and increased generation of reactive oxygen species. Autophagy activity is
necessary for the maintenance of cellular homeostasis and decreases with aging in the
central nervous system. During aging, vascular insufficiency may lead to impaired oxygen
and nutrient supply to RGCs. Microglial cells undergo morphological changes and functional
impairment with aging, which might compromise retinal homeostasis and promote an
inflammatory environment. Addressing these age-related changes by means of a low-energy
diet, exercise, and neurotrophic factors might prevent age-related functional impairment
of RGCs. This review focuses on the current understanding of aging RGCs and key players
modulating those underlying mechanisms.
Zusammenfassung
Altern ist ein wichtiger Risikofaktor für neurodegenerative Erkrankungen der Netzhaut.
Retinale Ganglienzellen (RGZ) können Axone nach Verletzungen nicht regenerieren.
Tiermodelle deuten darauf hin, dass zunehmendes Alter die Vulnerabilität der RGZ erhöht
und die Funktion der RGZ sowie ihre funktionelle Erholung beeinträchtigt. Molekulare
Veränderungen, bspw. verringerte BDNF-Level (Brain-Derived Neurotrophic Factor), können
dazu beitragen, dass die dendritische Ausdehnung der RGZ im Alter beeinträchtigt ist. Auch
eine altersbedingte mitochondriale Dysfunktion spielt eine wichtige Rolle bei
Alterungsprozessen, da sie zu einer Verringerung an Adenosintriphosphat und einer erhöhten
Bildung reaktiver Sauerstoffspezies führt. Die Autophagieaktivität ist für die
Aufrechterhaltung der zellulären Homöostase notwendig und nimmt mit zunehmendem Alter im
zentralen Nervensystem ab. Während des Alterungsprozesses kann außerdem eine vaskuläre
Insuffizienz zu einer beeinträchtigten Sauerstoff- und Nährstoffversorgung der RGZ führen.
Mikrogliazellen erfahren mit zunehmendem Alter morphologische Veränderungen und
funktionelle Beeinträchtigungen, was die retinale Homöostase beeinträchtigen und ein
entzündliches Umfeld fördern könnte. Die Behandlung dieser altersbedingten Veränderungen
durch kalorienarme Ernährung, Bewegung und neurotrophe Faktoren könnte altersbedingte
funktionale Beeinträchtigungen der RGZ verhindern. Diese Übersichtsarbeit konzentriert
sich auf den derzeitigen Kenntnisstand hinsichtlich der Funktion alternder RGZ und die
Hauptakteure, die die zugrunde liegenden Mechanismen modulieren.
Keywords
retinal ganglion cells - aging - retina - optic nerve - glaucoma
Schlüsselwörter
retinale Ganglienzellen - Altern - Retina - Sehnerv - Glaukom