Ako krvné cievy snímajú metabolický stav neurónov

Ako krvné cievy snímajú metabolický stav neurónov

Mozog je náš energeticky najžiadanejší a metabolicky aktívny orgán. Je zodpovedný za naše myšlienky, nápady, pohyb a schopnosť učiť sa. Náš mozog poháňa 600 km krvných ciev, ktoré mu prinášajú živiny a odstraňujú odpadové látky. Aj mozog je však veľmi krehký. Krvné cievy v mozgu sa vyvinuli do tesnej ochrannej bariéry – hematoencefalickej bariéry – ktorá obmedzuje pohyb molekúl do mozgu a von z neho. Je dôležité, aby mozog dokázal regulovať svoje prostredie. Na jednej strane sa bráni vstupu patogénov alebo toxínov do mozgu a na druhej strane cez ne môžu nerušene prechádzať potrebné mediátorové látky alebo živiny.

Epigenetika zapína nutričný program
Pre ich blízky vzťah je dôležité, aby mozog a jeho cievy spolu intenzívne komunikovali. Nedávna práca v laboratóriu Asifa Akhtar vo Freiburgu ukázala, že krvné cievy dokážu vnímať stav metabolizmu susedných nervových buniek.

Výskumníci zistili, že epigenetický regulátor MOF je potrebný na vybavenie neurónov správnymi metabolickými enzýmami potrebnými na spracovanie mastných kyselín. „Niečo musí nervovým bunkám povedať, že existujú živiny a mali by zapnúť programy potrebné na ich spracovanie,“ vysvetľuje Bilal Sheikh, hlavný autor štúdie. "MOF ide do DNA a zapne genetické programy, ktoré umožňujú bunkám spracovávať mastné kyseliny v mozgu."

Mastné kyseliny sa nachádzajú v potravinách a používajú sa na výrobu energie a tvorbu komplexných lipidov potrebných v bunkových membránach. Keď je aktivita MOF defektná, ako je to v prípade porúch nervového vývoja, neuróny nedokážu spracovať mastné kyseliny. To vedie k ich hromadeniu v priestoroch medzi mozgovými bunkami. Vo svojich štúdiách tím Asifa Akhtar zistil, že túto nerovnováhu mastných kyselín vnímajú nervové cievy, čo ich stimuluje k stresovej reakcii uvoľnením hematoencefalickej bariéry. Ak metabolická nerovnováha pretrváva, presakujúca hematoencefalická bariéra môže spustiť chorobný stav.

Kolaps neurónových krvných ciev
Štúdia kladie základy pre lepšie pochopenie toho, ako sa nervové bunky a krvné cievy v mozgu navzájom rozprávajú, a ukazuje, ako zmeny v metabolickom prostredí jedného bunkového typu v zložitom orgáne môžu priamo ovplyvniť funkčnosť okolitých buniek a tým ovplyvniť celkovú funkciu orgánov. "Naša práca ukazuje, že správny metabolizmus v mozgu je rozhodujúci pre jeho zdravie. Defektné nervové metabolické prostredie môže spôsobiť cievny zápal, dysfunkciu buniek, ktoré tvoria hematoencefalickú bariéru, a zvýšenú priepustnosť. Čo môže nasledovať, je kolaps nervových ciev," vysvetľuje Asifa Akhtar. To je obzvlášť dôležité, pretože rozpad neurónových krvných ciev je charakteristickým znakom nástupu chorôb súvisiacich s vekom, ako je Alzheimerova choroba a vaskulárna demencia. Lepšia charakterizácia molekulárnych zmien, ktoré vyvolávajú vaskulárnu dysfunkciu, pomôže vyvinúť lepšiu liečbu týchto oslabujúcich patológií.