Как кръвоносните съдове усещат метаболитното състояние на невроните

Как кръвоносните съдове усещат метаболитното състояние на невроните

Мозъкът е нашият най-гладен за енергия и метаболитно активен орган. Той отговаря за нашите мисли, идеи, движение и способност за учене. Нашият мозък се захранва от 600 км кръвоносни съдове, които му доставят хранителни вещества и премахват отпадъчните продукти. Мозъкът обаче също е много крехък. Кръвоносните съдове в мозъка са еволюирали в плътна защитна бариера - кръвно-мозъчната бариера - която ограничава движението на молекули в и извън мозъка. Важно е мозъкът да може да регулира околната среда. От една страна, патогените или токсините са предотвратени от навлизане в мозъка, а от друга страна, необходимите вещества или хранителни вещества могат да преминат през тях безпрепятствено.

Епигенетиката включва хранителната програма
Поради тяхната тясна връзка е важно мозъкът и неговите съдове да комуникират интензивно помежду си. Скорошна работа в лабораторията на Асифа Ахтар във Фрайбург показа, че кръвоносните съдове могат да усетят метаболитното състояние на съседните нервни клетки.

Изследователите откриха, че епигенетичният регулатор MOF е необходим, за да оборудва невроните с правилните метаболитни ензими, необходими за обработката на мастни киселини. „Нещо трябва да каже на нервните клетки, че има хранителни вещества и те трябва да включат програмите, необходими за обработката им“, обяснява Билал Шейх, водещ автор на изследването. „MOF отива в ДНК и включва генетичните програми, които позволяват на клетките да обработват мастни киселини в мозъка.“

Мастните киселини се намират в храните и се използват за производство на енергия и изграждане на сложни липиди, необходими в клетъчните мембрани. Когато активността на MOF е дефектна, какъвто е случаят с разстройства на нервното развитие, невроните не могат да обработват мастни киселини. Това води до натрупването им в пространствата между мозъчните клетки. В своите проучвания екипът на Asifa Akhtar установи, че този дисбаланс на мастни киселини се усеща от невронните кръвоносни съдове, стимулирайки ги да реагират на стрес чрез разхлабване на кръвно-мозъчната бариера. Ако метаболитният дисбаланс продължава, пропускащата кръвно-мозъчна бариера може да предизвика болестно състояние.

Колапс на невронни кръвоносни съдове
Проучването поставя основата за по-добро разбиране на това как нервните клетки и кръвоносните съдове в мозъка си говорят помежду си и показва как промените в метаболитната среда на един тип клетки в сложен орган могат директно да повлияят на функционалността на околните клетки и по този начин да повлияят на цялостната функция на органа. „Нашата работа показва, че правилният метаболизъм в мозъка е от решаващо значение за неговото здраве. Дефектната неврална метаболитна среда може да причини съдово възпаление, дисфункция на клетките, които образуват кръвно-мозъчната бариера, и повишена пропускливост. Това, което може да последва, е колапс на невралните кръвоносни съдове“, обяснява Асифа Ахтар. Това е особено важно, тъй като разрушаването на невронните кръвоносни съдове е отличителен белег за появата на свързани с възрастта заболявания като Алцхаймер и съдова деменция. По-доброто характеризиране на молекулярните промени, които предизвикват съдова дисфункция, ще помогне за разработването на по-добри лечения за тези инвалидизиращи патологии.