В нервных клетках мозга нашли "энергетические батареи"

Сенсационное открытие: нейроны обладают собственными энергетическими "батарейками" для работы мозга в экстремальных условиях. Учёные Йельского университета совершили прорыв в понимании энергетического обмена нервных клеток. Результаты революционного исследования опубликованы в престижном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

До недавнего времени научное сообщество было убеждено, что энергетические запасы в мозге хранятся исключительно в глиальных клетках, которые снабжают нейроны "топливом" по мере необходимости. Однако новаторское исследование перевернуло это представление, доказав, что нейроны способны самостоятельно создавать энергетические резервы и использовать их в критических ситуациях, например при кислородном голодании.

"Это все равно что узнать, что ваш автомобиль - гибрид: он не только заправляется извне, но и работает от внутренней батареи", - образно пояснил соавтор исследования Милинд Сингх из Йельской школы медицины.

В ходе экспериментов учёные использовали круглых червей Caenorhabditis elegans и инновационный флуоресцентный биосенсор HYlight. Этот высокотехнологичный инструмент позволил наблюдать процессы расщепления сахара в реальном времени. Исследователи искусственно создавали условия метаболического стресса, контролируя уровень кислорода, и фиксировали, как нейроны приспосабливаются к энергетическому дефициту.

Настоящим прорывом стало обнаружение фермента PYGL-1 - аналога человеческой гликогенфосфорилазы, преобразующего гликоген в энергию. Эксперименты показали, что без этого фермента нейроны червя утрачивали способность функционировать при недостатке кислорода. Восстановление фермента в нервных клетках возвращало им энергетическую автономность.

Учёные назвали открытый механизм "гликоген-зависимой гликолитической пластичностью". Это уникальная система, позволяющая нейронам оперативно переключаться на внутренние энергетические резервы в экстремальных условиях. Данный механизм приобретает особую значимость при нарушениях работы митохондрий - главных энергетических станций клеток.

"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", - подчеркнул руководитель исследования Колон-Рамос.