Ląstelinio mechanizmo, skirto palaikyti smegenų energiją, atradimas gali būti naudingas vėlyvojo gyvenimo smegenų sveikatai

Ląstelinio mechanizmo, skirto palaikyti smegenų energiją, atradimas gali būti naudingas vėlyvojo gyvenimo smegenų sveikatai

Gyvensena mityba, dietos, judėjimas

UCL mokslininkų atliktame tyrime su pelėmis ir ląstelėmis buvo nustatytas pagrindinis mechanizmas, kuris nustato, kada smegenims reikia papildomos energijos, kad palaikytų jų veiklą.

Mokslininkai teigia, kad jų išvados, paskelbtos m Gamtagalėtų informuoti apie naujus gydymo būdus smegenų sveikatai ir ilgaamžiškumui palaikyti, nes kiti tyrimai parodė, kad smegenų energijos apykaita gali sutrikti vėlyvame amžiuje ir prisidėti prie pažinimo nuosmukio bei neurodegeneracinės ligos vystymosi.

Pagrindinis autorius profesorius Aleksandras Gourine'as (UCL Neuroscience, Physiology & Pharmacology) sakė: „Mūsų smegenys sudarytos iš milijardų nervinių ląstelių, kurios kartu koordinuoja daugybę funkcijų ir atlieka sudėtingas užduotis, tokias kaip judėjimo valdymas, mokymasis ir prisiminimų formavimas. Skaičiavimas reikalauja daug energijos ir reikalauja nenutrūkstamo maistinių medžiagų ir deguonies tiekimo.

„Kai mūsų smegenys yra aktyvesnės, pavyzdžiui, kai atliekame psichiškai sunkią užduotį, mūsų smegenims reikia nedelsiant suteikti energijos, tačiau tikslūs mechanizmai, užtikrinantys vietinį metabolinės energijos tiekimą aktyviems smegenų regionams, nėra visiškai sukurti. Supratau.”

Ankstesni tyrimai parodė, kad daugelis smegenų ląstelių, vadinamų astrocitais, atlieka svarbų vaidmenį aprūpindamos smegenų neuronus jiems reikalingos energijos. Žvaigždžių formos astrocitai yra glialinių ląstelių rūšis, kurios yra ne neuroninės ląstelės, randamos centrinėje nervų sistemoje.

Kai kaimyniniams neuronams reikia padidinti energijos tiekimą, astrocitai pradeda veikti greitai suaktyvindami savo gliukozės atsargas ir metabolizmą, todėl padidėja laktato gamyba ir išsiskyrimas. Laktatas papildo energijos telkinį, kurį lengvai gali naudoti smegenų neuronai.

Ląstelinio mechanizmo, skirto palaikyti smegenų energiją, atradimas gali būti naudingas vėlyvojo gyvenimo smegenų sveikatai

Profesorius Gourine'as paaiškino: „Mūsų tyrime mes išsiaiškinome, kaip tiksliai astrocitai gali stebėti kaimyninių nervų ląstelių energijos suvartojimą ir pradėti šį procesą, kuris tiekia papildomos cheminės energijos užimtiems smegenų regionams.

Atlikdami daugybę eksperimentų, kuriuose naudojami pelių modeliai ir ląstelių mėginiai, tyrėjai nustatė specifinių astrocitų receptorių rinkinį, galintį aptikti ir stebėti neuronų aktyvumą bei suaktyvinti signalizacijos kelią, apimantį esminę molekulę, vadinamą adenozinu. Tyrėjai išsiaiškino, kad metabolinis signalizacijos kelias, kurį astrocituose suaktyvina adenozinas, yra lygiai toks pat, kaip, pavyzdžiui, kai sportuojame, raumenyse ir kepenyse įdarbinamos energijos atsargos.

Adenozinas aktyvina astrocitų gliukozės metabolizmą ir energijos tiekimą neuronams, kad užtikrintų, jog sinaptinė funkcija (neurotransmiteriai, perduodantys ryšio signalus tarp ląstelių) ir toliau sparčiai tęstųsi esant dideliam energijos poreikiui arba sumažėjus energijos tiekimui.

Tyrėjai išsiaiškino, kad kai jie deaktyvavo pagrindinius pelių astrocitų receptorius, gyvūnų smegenų veikla buvo mažiau efektyvi, įskaitant reikšmingus pasaulinės smegenų metabolizmo, atminties ir miego sutrikimus, taip parodydami, kad jų nustatytas signalizacijos kelias yra gyvybiškai svarbus tokiems procesams kaip: mokymasis, atmintis ir miegas.

Pirmasis ir bendradarbiaujantis autorius dr. Shefeeqas Theparambilas, kuris pradėjo tyrimą UCL prieš persikeldamas į Lankasterio universitetą, sakė: „Šio mechanizmo nustatymas gali turėti platesnių pasekmių, nes tai gali būti būdas gydyti smegenų ligas, kai smegenų energija yra sumažinta. pvz., neurodegeneracija ir demencija“.

Profesorius Gourine'as pridūrė: „Žinome, kad smegenų energijos homeostazė laipsniškai pablogėja senstant ir šis procesas paspartėja vystantis neurodegeneracinėms ligoms, tokioms kaip Alzheimerio liga. Mūsų tyrime nustatytas patrauklus, lengvai gydomas vaistas ir terapinė galimybė smegenų energijos gelbėjimui šiuo tikslu. apsaugoti smegenų funkciją, palaikyti kognityvinę sveikatą ir skatinti smegenų ilgaamžiškumą.

Tyrime dalyvavo mokslininkai iš UCL, Lankasterio universiteto, Londono imperatoriškojo koledžo, Londono Karaliaus koledžo, Londono Karalienės Marijos universiteto, Bristolio universiteto, Varviko universiteto ir Kolorado universiteto.