Немецкие ученые из Института междисциплинарных исследований Общества Макса Планка обнаружили источник энергии для клеток центральной нервной системы (ЦНС). Исследование опубликовано в научном журнале Nature Neuroscience (NatNeuro).
Мозг млекопитающих расходует значительное количество энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ). Это молекула, которую клетки используют для передачи энергии, в конечном итоге подпитывая несколько биологических процессов.
В отличие от других органов, имеющих жировые клетки, нейроны и другие клетки ЦНС до сих пор не обладают очевидными локальными запасами энергии.
В то время как астроциты (клетки мозгового вещества) могут использовать запасенный гликоген для временной защиты нейронов в случае низкого уровня сахара в крови, известно, что постоянный недостаток глюкозы способствует нейродегенерации в долгосрочной перспективе.
В новом исследовании команда выяснила, что клетки ЦНС способны питаться олигодендрогилальные липидами, предотвращая дефицит глюкозы и связанную с ним нейродегенерацию. Олигодендрогилальные липиды формируют миелиновый слой — защитную оболочку нервных волокон.
Как показали эксперименты на генетически измененных мышах, глиальные клетки способны хорошо справляться с нехваткой глюкозы, расщепляя жирные кислоты из миелина и превращая их в АТФ.
При проведении дальнейших тестов исследователи обнаружили, что энергия, вырабатываемая олигодендроцитами из липидов, также может поддерживать электрическую импульсную активность миелинизированных аксонов в зрительном нерве.
Результаты свидетельствуют, что миелинизированный мозг взрослых млекопитающих может обладать значительным запасом энергии, который может помочь временно восполнить дефицит энергии. Эти результаты могут иметь важные последствия для изучения расстройств, связанных с потерей белого вещества мозга в результате голодания, таких как нервная анорексия.
