Hoe bloedvaten de metabole toestand van neuronen waarnemen
Hoe bloedvaten de metabole toestand van neuronen waarnemen
De hersenen zijn onze energiehongerig en metabolisch actief orgaan. Het is verantwoordelijk voor onze gedachten, ideeën, beweging en leervermogen. Onze hersenen worden aangedreven door 600 km bloedvaten die voedingsstoffen brengen en afvalproducten verwijderen. De hersenen zijn echter ook erg kwetsbaar. De bloedvaten in de hersenen hebben zich ontwikkeld tot een enge beschermende barrière-de bloed-hersenbarrière-die de beweging van moleculen in en uit de hersenen beperkt. Het is belangrijk dat de hersenen zijn omgeving kunnen reguleren. Aan de ene kant worden ziekteverwekkers of gifstoffen verhinderd om in de hersenen te komen, anderzijds, noodzakelijke boodschapperstoffen of voedingsstoffen kunnen er ongehinderd doorheen komen.
epigenetica Het voedingsprogramma schakelt in
Vanwege hun nauwe relatie is het belangrijk dat de hersenen en zijn vaten intens spreken. De nieuwste werken in het ASIFA Akhtar -laboratorium in Freiburg hebben aangetoond dat bloedvaten de metabole toestand van naburige zenuwcellen kunnen vangen.
De onderzoekers ontdekten dat de epigenetische regulator MOF vereist is om neuronen uit te rusten met de juiste metabole enzymen die nodig zijn voor de verwerking van vetzuren. "Iets moet de zenuwcellen vertellen dat er voedingsstoffen zijn en ze moeten de programma's inschakelen die nodig zijn voor hun verwerking", legt Bilal Sheikh, hoofdauteur van de studie uit. "MOF gaat naar het DNA en schakelt de genetische programma's in waarmee cellen vetzuren in de hersenen kunnen verwerken."
Vetzuren komen voor in voedsel en worden gebruikt voor energieopwekking en de ontwikkeling van complexe lipiden die nodig zijn in celmembranen. Als de activiteit van MOP onjuist is, zoals het geval is bij neurale ontwikkelingsstoornissen, kunnen de neuronen geen vetzuren verwerken. Dit leidt tot hun accumulatie in de ruimtes tussen de hersencellen. In hun studies ontdekte het ASIFA Akhtar-team dat deze onbalans van vetzuren wordt waargenomen door de neurale bloedvaten, die het stimuleren om een stressreactie op te bouwen door de bloed-hersenbarrière los te maken. Als de metabole onbalans blijft, kan de lekkende bloed-hersenbarrière een zieke toestand veroorzaken.
afbraak van neurale bloedvaten
De studie legt de basis voor een beter begrip van hoe zenuwcellen en bloedvaten met elkaar in de hersenen praten en laat zien hoe veranderingen in het metabole milieu van een celtype in een complex orgaan de functionaliteit van de omringende cellen direct kunnen beïnvloeden en dus de algehele orgaanfunctie kunnen beïnvloeden. "Ons werk laat zien dat het juiste metabolisme in de hersenen cruciaal is voor zijn gezondheid. Een defecte neurale metabole omgeving kan een vasculaire ontsteking hebben, een disfunctie van de cellen die de bloed-hersenbarrière vormen en verhoogde permeabiliteit veroorzaken. Wat kan volgen is een ineenstorting van de neurale bloedvaten," verklaart Asifa Akhtar. Dit is vooral belangrijk omdat het ontmantelen van neurale bloedvaten een kenmerk is voor het begin van de leeftijd -gerelateerde ziekten zoals Alzheimer en vasculaire dementie. Een betere karakterisering van de moleculaire veranderingen die vasculaire disfunctie induceren, zal helpen om betere behandelingen voor deze verzwakkende pathologieën te ontwikkelen.