Kuinka verisuonet havaitsevat hermosolujen metabolisen tilan

Kuinka verisuonet havaitsevat hermosolujen metabolisen tilan

Aivot ovat energiannälkäisin ja metabolisesti aktiivisin elimemme. Se on vastuussa ajatuksistamme, ideoistamme, liikkeestämme ja kyvystämme oppia. Aivomme saavat voimansa 600 kilometriä verisuonista, jotka tuovat niille ravinteita ja poistavat kuona-aineita. Aivot ovat kuitenkin myös erittäin hauraat. Aivojen verisuonista on kehittynyt tiukka suojaeste - veri-aivoeste -, joka rajoittaa molekyylien liikkumista aivoissa ja niistä ulos. On tärkeää, että aivot pystyvät säätelemään ympäristöään. Toisaalta taudinaiheuttajia tai myrkkyjä estetään pääsemästä aivoihin, ja toisaalta tarvittavat lähettiaineet tai ravintoaineet pääsevät niiden läpi esteettä.

Epigenetiikka käynnistää ravitsemusohjelman
Läheisen suhteensa vuoksi on tärkeää, että aivot ja niiden suonet kommunikoivat intensiivisesti keskenään. Viimeaikainen työ Asifa Akhtarin laboratoriossa Freiburgissa on osoittanut, että verisuonet voivat havaita viereisten hermosolujen metabolisen tilan.

Tutkijat havaitsivat, että epigeneettistä säätelijää MOF tarvitaan varustamaan neuronit oikeilla metabolisilla entsyymeillä, joita tarvitaan rasvahappojen käsittelyyn. "Jonkin on kerrottava hermosoluille, että niissä on ravinteita, ja niiden pitäisi käynnistää niiden käsittelyyn tarvittavat ohjelmat", selittää Bilal Sheikh, tutkimuksen johtava kirjoittaja. "MOF menee DNA:han ja käynnistää geneettiset ohjelmat, jotka sallivat solujen käsitellä rasvahappoja aivoissa."

Rasvahappoja löytyy elintarvikkeista, ja niitä käytetään energian tuottamiseen ja solukalvoissa tarvittavien monimutkaisten lipidien rakentamiseen. Kun MOF-aktiivisuus on viallinen, kuten hermoston kehityshäiriöissä, hermosolut eivät pysty käsittelemään rasvahappoja. Tämä johtaa niiden kertymiseen aivosolujen välisiin tiloihin. Tutkimuksissaan Asifa Akhtarin tiimi havaitsi, että hermoverisuonet havaitsevat tämän rasvahappojen epätasapainon, mikä stimuloi niitä kehittämään stressivastetta löysäämällä veri-aivoestettä. Jos metabolinen epätasapaino jatkuu, vuotava veri-aivoeste voi laukaista sairaan tilan.

Hermosolujen verisuonten romahtaminen
Tutkimus luo pohjan paremmalle ymmärrykselle siitä, miten aivojen hermosolut ja verisuonet puhuvat keskenään, ja osoittaa, kuinka yhden solutyypin aineenvaihduntaympäristön muutokset monimutkaisessa elimessä voivat suoraan vaikuttaa ympäröivien solujen toimintaan ja sitä kautta yleiseen elimen toimintaan. "Työmme osoittaa, että oikea aineenvaihdunta aivoissa on kriittistä aivojen terveydelle. Viallinen hermoston aineenvaihduntaympäristö voi aiheuttaa verisuonitulehdusta, veri-aivoesteen muodostavien solujen toimintahäiriöitä ja lisääntynyttä läpäisevyyttä. Siitä voi seurata hermosuonten romahtaminen", Asifa Akhtar selittää. Tämä on erityisen tärkeää, koska hermosolujen hajoaminen on ikään liittyvien sairauksien, kuten Alzheimerin ja verisuonidementian, puhkeamisen tunnusmerkki. Verisuonten toimintahäiriöitä aiheuttavien molekyylimuutosten parempi karakterisointi auttaa kehittämään parempia hoitoja näihin heikentäviin patologioihin.