Πώς τα αιμοφόρα αγγεία αντιλαμβάνονται τη μεταβολική κατάσταση των νευρώνων

Πώς τα αιμοφόρα αγγεία αντιλαμβάνονται τη μεταβολική κατάσταση των νευρώνων

Ο εγκέφαλος είναι το πιο ενεργοβόρο και μεταβολικά ενεργό όργανό μας. Είναι υπεύθυνο για τις σκέψεις, τις ιδέες, την κίνηση και την ικανότητά μας να μαθαίνουμε. Ο εγκέφαλός μας τροφοδοτείται από 600 χιλιόμετρα αιμοφόρων αγγείων που του φέρνουν θρεπτικά συστατικά και απομακρύνουν τα απόβλητα. Ωστόσο, ο εγκέφαλος είναι επίσης πολύ εύθραυστος. Τα αιμοφόρα αγγεία στον εγκέφαλο έχουν εξελιχθεί σε ένα σφιχτό προστατευτικό φράγμα - τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό - που περιορίζει την κίνηση των μορίων μέσα και έξω από τον εγκέφαλο. Είναι σημαντικό ο εγκέφαλος να μπορεί να ρυθμίζει το περιβάλλον του. Αφενός εμποδίζεται η είσοδος παθογόνων ή τοξινών στον εγκέφαλο και αφετέρου οι απαραίτητες αγγελιαφόρες ουσίες ή θρεπτικά συστατικά μπορούν να περάσουν ανεμπόδιστα από αυτά.

Η επιγενετική ενεργοποιεί το διατροφικό πρόγραμμα
Λόγω της στενής σχέσης τους, είναι σημαντικό ο εγκέφαλος και τα αγγεία του να επικοινωνούν εντατικά μεταξύ τους. Πρόσφατη εργασία στο εργαστήριο της Asifa Akhtar στο Freiburg έδειξε ότι τα αιμοφόρα αγγεία μπορούν να αισθανθούν τη μεταβολική κατάσταση των γειτονικών νευρικών κυττάρων.

Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο επιγενετικός ρυθμιστής MOF απαιτείται για να εξοπλίσει τους νευρώνες με τα σωστά μεταβολικά ένζυμα που απαιτούνται για την επεξεργασία των λιπαρών οξέων. «Κάτι πρέπει να λέει στα νευρικά κύτταρα ότι υπάρχουν θρεπτικά συστατικά και θα πρέπει να ενεργοποιήσουν τα απαραίτητα προγράμματα για την επεξεργασία τους», εξηγεί ο Bilal Sheikh, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης. «Το MOF πηγαίνει στο DNA και ενεργοποιεί τα γενετικά προγράμματα που επιτρέπουν στα κύτταρα να επεξεργάζονται τα λιπαρά οξέα στον εγκέφαλο».

Τα λιπαρά οξέα βρίσκονται στα τρόφιμα και χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας και τη δημιουργία πολύπλοκων λιπιδίων που απαιτούνται στις κυτταρικές μεμβράνες. Όταν η δραστηριότητα MOF είναι ελαττωματική, όπως συμβαίνει στις νευρικές αναπτυξιακές διαταραχές, οι νευρώνες δεν μπορούν να επεξεργαστούν τα λιπαρά οξέα. Αυτό οδηγεί στη συσσώρευσή τους στους χώρους μεταξύ των εγκεφαλικών κυττάρων. Στις μελέτες της, η ομάδα της Asifa Akhtar διαπίστωσε ότι αυτή η ανισορροπία των λιπαρών οξέων γίνεται αισθητή από τα νευρικά αιμοφόρα αγγεία, διεγείροντάς τα να αντιδράσουν στο στρες χαλαρώνοντας τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Εάν η μεταβολική ανισορροπία επιμένει, ο διαρρέοντας αιματοεγκεφαλικός φραγμός μπορεί να προκαλέσει μια νοσηρή κατάσταση.

Κατάρρευση νευρωνικών αιμοφόρων αγγείων
Η μελέτη θέτει τα θεμέλια για την καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο τα νευρικά κύτταρα και τα αιμοφόρα αγγεία του εγκεφάλου συνομιλούν μεταξύ τους και δείχνει πώς οι αλλαγές στο μεταβολικό περιβάλλον ενός τύπου κυττάρου σε ένα σύνθετο όργανο μπορούν να επηρεάσουν άμεσα τη λειτουργικότητα των γύρω κυττάρων και συνεπώς να επηρεάσουν τη συνολική λειτουργία των οργάνων. "Η δουλειά μας δείχνει ότι ο σωστός μεταβολισμός στον εγκέφαλο είναι κρίσιμος για την υγεία του. Ένα ελαττωματικό νευρικό μεταβολικό περιβάλλον μπορεί να προκαλέσει αγγειακή φλεγμονή, δυσλειτουργία των κυττάρων που σχηματίζουν τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό και αυξημένη διαπερατότητα. Αυτό που μπορεί να ακολουθήσει είναι μια κατάρρευση των νευρικών αιμοφόρων αγγείων", εξηγεί η Asifa Akhtar. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό επειδή η διάσπαση των νευρωνικών αιμοφόρων αγγείων είναι χαρακτηριστικό γνώρισμα της εμφάνισης ασθενειών που σχετίζονται με την ηλικία, όπως το Αλτσχάιμερ και η αγγειακή άνοια. Ο καλύτερος χαρακτηρισμός των μοριακών αλλαγών που προκαλούν αγγειακή δυσλειτουργία θα βοηθήσει στην ανάπτυξη καλύτερων θεραπειών για αυτές τις εξουθενωτικές παθολογίες.