То, что считали мусором, оказалось топливом: нейроны нашли неожиданный источник энергии
Учёные из Медицинского центра Вейла Корнелла сделали неожиданное открытие: нейроны могут использовать жировые капли как источник энергии. Работа, опубликованная 1 июля в журнале Nature Metabolism, открывает новые перспективы для понимания работы мозга и развития методов борьбы с нейродегенеративными заболеваниями.
Жир как топливо для мозга
Исследование проводилось под руководством профессора биохимии и анестезиологии доктора Тимоти А. Райана.
"Процесс использования жира контролируется электрической активностью нейронов, и я был шокирован этим открытием", — отметил доктор Райан.
Учёные сосредоточились на гене DDHD2, который кодирует липазу — фермент, расщепляющий жиры. Мутации в этом гене связаны с наследственной спастической параплегией, заболеванием, вызывающим слабость и скованность в ногах, а также когнитивные нарушения. Ранее было показано, что отсутствие DDHD2 у мышей ведёт к накоплению жировых капель в мозге.
Как работает механизм
"Липидные капли могут выполнять энергетическую функцию в мозге, как это происходит в мышцах", — предположил доктор Мукеш Кумар ведущий автор исследования.
Его команда выяснила, что нейроны способны расщеплять триглицериды в липидных каплях на жирные кислоты и направлять их в митохондрии для выработки АТФ — универсальной энергии клетки.
"Когда в синапсе мыши без DDHD2 содержится липидная капля, наполненная триглицеридами, нейроны могут расщеплять этот жир на жирные кислоты", — пояснил Кумар.
Чтобы проверить гипотезу, исследователи блокировали у мышей фермент CPT1, отвечающий за транспорт жирных кислот в митохондрии. В результате мозг переставал использовать жировые капли, а животные впадали в состояние, похожее на спячку: снижалась температура тела и замедлялся пульс. Этот результат убедил учёных, что липиды играют ключевую роль в энергетическом балансе мозга.
Значение для медицины
Полученные данные особенно важны для понимания процессов, происходящих при старении и неврологических нарушениях, когда уровень глюкозы может снижаться. Жировые капли, по всей видимости, помогают мозгу поддерживать работу в таких условиях.
Учёные также отмечают, что накопление липидов в нейронах может быть связано с нейродегенеративными заболеваниями.
"Мы не знаем, к чему приведут дальнейшие исследования нейродегенеративных заболеваний, но некоторые данные свидетельствуют о том, что при болезни Паркинсона в нейронах могут накапливаться жировые капли", — сказал доктор Кумар.
"Понимание взаимодействия глюкозы и липидов в мозге может стать ключом к объяснению нейродегенерации и открытию новых способов защиты нервной системы", — подчеркнул доктор Райан.
Таким образом, открытие роли жировых капель в энергетическом обмене мозга расширяет наше представление о работе нейронов и может стать отправной точкой для поиска новых подходов к терапии заболеваний, связанных с нарушением метаболизма и старением.
