Kaip kraujagyslės jaučia neuronų metabolinę būseną

Kaip kraujagyslės jaučia neuronų metabolinę būseną

Smegenys yra mūsų labiausiai energijos ištroškęs ir metaboliškai aktyviausias organas. Ji atsakinga už mūsų mintis, idėjas, judėjimą ir gebėjimą mokytis. Mūsų smegenis maitina 600 km kraujagyslių, kurios tiekia joms maistines medžiagas ir pašalina atliekas. Tačiau smegenys taip pat labai trapios. Smegenų kraujagyslės išsivystė į sandarų apsauginį barjerą – kraujo ir smegenų barjerą, kuris riboja molekulių judėjimą į smegenis ir iš jų. Svarbu, kad smegenys galėtų reguliuoti savo aplinką. Viena vertus, į smegenis neleidžiama patekti patogenams ar toksinams, kita vertus, per jas gali netrukdomai prasiskverbti reikalingos pasiuntinių medžiagos ar maistinės medžiagos.

Epigenetika įjungia mitybos programą
Dėl artimų santykių svarbu, kad smegenys ir jų kraujagyslės intensyviai bendrautų tarpusavyje. Neseniai atliktas darbas Asifos Akhtaro laboratorijoje Freiburge parodė, kad kraujagyslės gali pajusti kaimyninių nervų ląstelių metabolinę būseną.

Tyrėjai išsiaiškino, kad epigenetinis reguliatorius MOF reikalingas tam, kad aprūpintų neuronus tinkamais metaboliniais fermentais, reikalingais riebalų rūgštims apdoroti. „Kažkas turi pasakyti nervinėms ląstelėms, kad yra maistinių medžiagų, ir jos turėtų įjungti programas, reikalingas joms apdoroti“, – aiškina Bilalas Šeichas, pagrindinis tyrimo autorius. „MOF eina į DNR ir įjungia genetines programas, kurios leidžia ląstelėms apdoroti riebalų rūgštis smegenyse.

Riebalų rūgščių yra maisto produktuose ir jos naudojamos energijai gaminti ir sudėtingiems lipidams, reikalingiems ląstelių membranose, gaminti. Kai MOF aktyvumas yra sugedęs, kaip yra nervų vystymosi sutrikimų atveju, neuronai negali apdoroti riebalų rūgščių. Tai veda prie jų kaupimosi erdvėse tarp smegenų ląstelių. Savo tyrimuose Asifa Akhtar komanda nustatė, kad šį riebalų rūgščių disbalansą jaučia nervinės kraujagyslės, skatinančios jas reaguoti į stresą, atpalaiduojant kraujo ir smegenų barjerą. Jei medžiagų apykaitos sutrikimas išlieka, nesandarus kraujo ir smegenų barjeras gali sukelti ligą.

Neuronų kraujagyslių kolapsas
Tyrimas padeda geriau suprasti, kaip smegenų nervinės ląstelės ir kraujagyslės kalba tarpusavyje, ir parodo, kaip vieno tipo ląstelių metabolinės aplinkos pokyčiai sudėtingame organe gali tiesiogiai paveikti aplinkinių ląstelių funkcionalumą ir taip paveikti bendrą organo funkciją. "Mūsų darbas rodo, kad tinkama medžiagų apykaita smegenyse yra labai svarbi jų sveikatai. Sutrikusi nervų medžiagų apykaitos aplinka gali sukelti kraujagyslių uždegimą, ląstelių, sudarančių kraujo ir smegenų barjerą, disfunkciją ir padidėjusį pralaidumą. Gali atsirasti nervinių kraujagyslių žlugimas", - aiškina Asifa Akhtar. Tai ypač svarbu, nes neuronų kraujagyslių irimas yra būdingas su amžiumi susijusių ligų, tokių kaip Alzheimerio liga ir kraujagyslinė demencija, atsiradimo požymis. Geresnis molekulinių pokyčių, sukeliančių kraujagyslių disfunkciją, apibūdinimas padės sukurti geresnius šių sekinančių patologijų gydymo būdus.