В нервных клетках мозга нашли "энергетические батареи"

Нейроны способны самостоятельно запасать и использовать углевод гликоген - это помогает им поддерживать работу мозга в стрессовых ситуациях. К такому выводу пришли ученые из Йельского университета. Результаты их работы опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Ранее считалось, что энергетические запасы в мозге хранятся исключительно в глиальных клетках, которые снабжают нейроны "топливом" по мере необходимости. Однако новое исследование показало, что нейроны тоже могут запасать энергию и использовать ее в нетипичных условиях, например при недостатке кислорода.

"Это все равно что 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 использованием флуоресцентного биосенсора HYlight. Это 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 моментом стало открытие фермента PYGL-1 - аналога человеческой гликогенфосфорилазы, который преобразует гликоген в энергию. Без него нейроны червя теряли способность функционировать при дефиците 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 условиях. Этот механизм особенно важен при нарушениях работы митохондрий - главного источника энергии в клетках.

"Такая гибкость может оказаться жизненно важной для сохранения функций мозга во время стресса и при заболеваниях, связанных с нарушением метаболизма. Также этот механизм может лечь в основу новых методов лечения инсульта и эпилепсии", - отметил руководитель исследования Колон-Рамос.