Mokslininkai nustatė, kad 93% smegenų audinio lipidų pasiskirsto skirtingai baltojoje ir pilkojoje medžiagoje, požievėje, regos ir motorinėje žievėje bei prefrontalinėje žievėje, kuri yra atsakinga už sprendimų priėmimą, socialinį elgesį ir kitas funkcijas. .
Smegenų lipidomų anomalijos dažniausiai pasireiškia psichikos ir pažinimo sutrikimais, todėl šių molekulių kartografavimas turėtų padėti gauti daugiau informacijos apie ligą. Tyrimas buvo paskelbtas m Gamtos komunikacijos.
Pagrindinis smegenų audinio komponentas, lipidai, yra riebaliniai junginiai, kurie sudaro 35–40 % visų pilkosios medžiagos ląstelių kūnų molekulių ir net 78 % aksonų mielino apvalkalų baltojoje medžiagoje. Smegenų audinių lipidai yra labai įvairūs ir apima cholesterolį, fosforo turinčius junginius, tokius kaip fosfolipidai ir sfingolipidai, ir kitas molekules.
Kadangi lipidai dalyvauja neuronų metabolizme ir augime, signalų perdavimas tarp ląstelių ir uždegiminių procesų kontrolė, lipidomų sudėties anomalijos buvo susijusios su pažinimo sutrikimais, tokiais kaip autizmas, šizofrenija ir Alzheimerio liga.
Tačiau ryšys tarp lipidomo ir smegenų audinio struktūrinių savybių tebėra menkai suprantamas, o tai riboja lipidų, kaip molekulinių žymenų, naudojimą smegenų ligoms nustatyti.
Mokslininkai iš Skolkovo mokslo ir technologijų instituto ir jų kolegos sukūrė pirmąjį pasaulyje žmogaus smegenų lipidų žemėlapį. Jie ištyrė keturių sveikų asmenų smegenų audinių mėginius ir įvertino lipidų sudėtį 75 skirtingose smegenų dalyse.
Lipidai mėginiuose buvo identifikuoti naudojant masės spektrometriją, kuri leidžia nustatyti molekulės struktūrą pagal masės ir krūvio santykį bei jos judėjimo magnetiniame lauke modelį.
Tyrėjai iš viso aptiko 419 skirtingų lipidų, dauguma jų (93%) netolygiai pasiskirstę įvairiose žmogaus smegenų dalyse. Pavyzdžiui, subkorteksas (seniausia smegenų dalis), motorinė ir regos žievė turėjo santykinai aukštą cholesterolio kiekį, o prefrontalinėje žievėje, atsakingoje už sudėtingą socialinį elgesį ir sprendimų priėmimą, šio lipido kiekis buvo palyginti mažas.
Kadangi dauguma lipidų randami mielino apvalkaluose, komanda patikrino, ar mielino kiekis tam tikroje smegenų dalyje paveikė tipišką lipidomą. Paaiškėjo, kad baltojoje medžiagoje, kurioje gausu mielino, yra daugiausia keramidų, dviejų klasių fosfolipidų ir lipidų su sočiųjų riebalų rūgštimis.
Kadangi pagrindinė baltosios medžiagos funkcija yra perduoti signalus per aksonus, manoma, kad šių tipų lipidai yra būtini, kad audinys galėtų atlikti savo funkciją.
Pilkojoje medžiagoje vyravo polinesočiųjų riebalų rūgščių lipidai, kuriuose yra daugiau ląstelių kūnų, o ne aksonų ir beveik nėra mielino. Tai rodo, kad tokios molekulės gali būti svarbios signalų apdorojimui ląstelėse.
„Ateityje planuojame nuodugniai ištirti subkortikinį lipidomą, kurį šis tyrimas apėmė tik iš dalies, ir ištirti smegenų mėginius iš įvairių psichikos sutrikimų turinčių pacientų.
„Galimas visiškas lipidomo „dekodavimas“ padės mums geriau suprasti psichikos ligų pobūdį ir jos įtaką smegenų struktūrai ir funkcionavimui“, – sakė Skoltech Neuro centro tyrimų inžinierė Maria Osetrova.
Kitos šiame tyrime dalyvaujančios organizacijos buvo Maskvos valstybinis Lomonosovo universitetas, Semenovo federalinis RAS cheminės fizikos tyrimų centras (Maskva), Leipcigo universitetas (Vokietija) ir Singapūro nacionalinis universitetas.