Нейроны имеют возможность самостоятельно накапливать и использовать углевод гликоген, что способствует поддержанию функционирования мозга в условиях стресса.
Такого мнения придерживаются ученые из Йельского университета. Результаты их исследования были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Ранее считалось, что энергетические резервы в мозге хранятся исключительно в глиальных клетках, которые поставляют нейронам «топливо» по мере необходимости. Однако новое исследование продемонстрировало, что нейроны также способны накапливать энергию и использовать её в нетипичных условиях, например, при недостатке кислорода.
«Это как узнать, что ваш автомобиль — гибрид: он не только заправляется извне, но и работает от внутренней батареи», — отметил соавтор исследования Милинд Сингх из Йельской школы медицины.
Эксперименты проводились на круглых червях Caenorhabditis elegans с применением флуоресцентного биосенсора HYlight. Этот инструмент позволяет отслеживать процессы расщепления сахара в реальном времени. Ученые контролировали уровень кислорода, чтобы имитировать метаболический стресс, и наблюдали, как нейроны адаптируются к нехватке энергии.
Ключевым открытием стал фермент PYGL-1 — аналог человеческой гликогенфосфорилазы, который преобразует гликоген в энергию. Без него нейроны червя теряли способность функционировать в условиях дефицита кислорода. Восстановление фермента в нейронах возвращало их способность вырабатывать энергию.
Авторы назвали это явление «гликоген-зависимой гликолитической пластичностью» — механизмом, позволяющим нейронам быстро переключаться на внутренние энергетические резервы в критических ситуациях. Этот механизм особенно важен при нарушениях работы митохондрий — главного источника энергии в клетках.
«Такая гибкость может оказаться жизненно важной для сохранения функций мозга в условиях стресса и при заболеваниях, связанных с нарушением метаболизма. Кроме того, этот механизм может стать основой новых методов лечения инсульта и эпилепсии», — отметил руководитель исследования Колон-Рамос.
Фото: hi-tech.mail.ru