Kuinka verisuonet havaitsevat neuronien metabolisen tilan

Kuinka verisuonet havaitsevat neuronien metabolisen tilan

Aivot ovat energiaa nälkäisin ja metabolisesti aktiivinen elin. Se on vastuussa ajatuksistamme, ideoista, liikkeestä ja kyvystä oppia. Aivomme saa 600 km verisuonia, jotka tuovat sille ravinteita ja poistavat jätetuotteet. Aivot ovat kuitenkin myös erittäin hauraita. Aivojen verisuonista on kehittynyt tiukka suojaeste - veri -aivoesde -, joka rajoittaa molekyylien liikkumista aivoissa ja ulos. On tärkeää, että aivot voivat säädellä ympäristöään. Toisaalta taudinaiheuttajat tai toksiinit estetään pääsemästä aivoihin, ja toisaalta välttämättömät lähettiläät tai ravintoaineet voivat kulkea niiden läpi esteettömästi.

Epigenetiikka kytkee ravitsemusohjelman päälle
Läheisen suhteensa vuoksi on tärkeää, että aivot ja sen astiat kommunikoivat intensiivisesti keskenään. Viimeaikainen työ Asifa Akhtarin laboratoriossa Freiburgissa on osoittanut, että verisuonet voivat havaita naapurimaiden hermosolujen metabolisen tilan.

Tutkijat havaitsivat, että epigeneettinen säätelijä MOF vaaditaan neuronien varustamiseen oikealla metabolisella entsyymillä, joita tarvitaan rasvahappojen käsittelemiseen. "Jotain on kerrottava hermosoluille, että ravintoaineita on ja niiden tulisi käynnistää niiden käsittelemiseksi tarvittavat ohjelmat", selittää tutkimuksen johtava kirjoittaja Bilal Sheikh. "MOF menee DNA: hon ja kytkee geneettiset ohjelmat, joiden avulla solut voivat käsitellä aivojen rasvahappoja."

Rasvahappoja löytyy elintarvikkeista, ja niitä käytetään energian tuottamiseen ja solukalvoihin tarvittavien monimutkaisten lipidien rakentamiseen. Kun MOF -aktiivisuus on viallista, kuten hermosolujen häiriöissä, neuronit eivät voi käsitellä rasvahappoja. Tämä johtaa niiden kertymiseen aivosolujen välisissä tiloissa. Asifa Akhtarin ryhmä havaitsi tutkimuksessaan, että hermoverisuonet havaitsivat tämän rasvahappojen epätasapainon stimuloimalla stressivastetta lioistamalla veri-aivoeste. Jos aineenvaihdunta epätasapaino jatkuu, vuotava veri-aivoesde voi laukaista sairaan tilan.

Neuronaalisten verisuonten romahtaminen
Tutkimuksessa luodaan perusta paremmalle ymmärrykselle siitä, kuinka aivojen hermo- ja verisuonet puhuvat toistensa kanssa, ja osoittavat, kuinka yhden solutyypin metabolisen ympäristön muutokset monimutkaisessa elimessä voivat vaikuttaa suoraan ympäröivien solujen toiminnallisuuteen ja siten vaikuttaa elinten yleiseen toimintaan. "Työmme osoittaa, että aivojen asianmukainen aineenvaihdunta on kriittinen sen terveydelle. Virheellinen hermojen aineenvaihduntaympäristö voi aiheuttaa verisuonitulehduksia, solujen toimintahäiriöitä, jotka muodostavat veri-aivoesteen ja lisääntyneen läpäisevyyden. Se, mitä voi seurata, on hermostoverisuonten romahtaminen", selittää Asifa Akhtar. Tämä on erityisen tärkeää, koska hermosolujen verisuonten hajoaminen on ikään liittyvien sairauksien, kuten Alzheimerin ja vaskulaaristen dementian, alkamisen tunnusmerkki. Verisuonen toimintahäiriöiden indusoivien molekyylimuutosten parempi karakterisointi auttaa kehittämään parempia hoitoja näille heikentäville patologioille.