Hvordan blodkar oppfatter den metabolske tilstanden til nevroner

Hvordan blodkar oppfatter den metabolske tilstanden til nevroner

Hjernen er vårt energi sultne og metabolske aktive organer. Det er ansvarlig for våre tanker, ideer, bevegelse og evne til å lære. Hjernen vår drives av 600 km blodkar som gir næringsstoffer og fjerner avfallsprodukter. Imidlertid er hjernen også veldig skjør. Blodkarene i hjernen har utviklet seg til en smal beskyttende barriere-blod-hjerne-barrieren-som begrenser bevegelsen av molekyler inn og ut av hjernen. Det er viktig at hjernen kan regulere omgivelsene. På den ene siden forhindres patogener eller giftstoffer fra å komme inn i hjernen, på den andre siden kan nødvendige messengerstoffer eller næringsstoffer komme gjennom dem uhindret.

Epigenetikk Ernæringsprogrammet slår på
På grunn av deres nære forhold er det viktig at hjernen og dens kar snakker intenst. Det siste verkene i Asifa Akhtar -laboratoriet i Freiburg har vist at blodkar kan fange den metabolske tilstanden til naboerverceller.

Forskerne fant at den epigenetiske regulatoren MOF er påkrevd for å utstyre nevroner med de rette metabolske enzymer som er nødvendige for behandling av fettsyrer. "Noe må fortelle nervecellene at det er næringsstoffer, og at de bør slå på programmene som kreves for behandlingen," forklarer Bilal Sheikh, hovedforfatter av studien. "MOF går til DNA og slår på de genetiske programmene som celler kan behandle fettsyrer i hjernen."

fettsyrer forekommer i mat og brukes til energiproduksjon og utvikling av komplekse lipider som kreves i cellemembraner. Hvis aktiviteten til MOP er feil, som tilfellet er med nevrale utviklingsforstyrrelser, kan ikke nevronene behandle fettsyrer. Dette fører til akkumulering i mellomrommene mellom hjernecellene. I sine studier fant Asifa Akhtar-teamet at denne ubalansen i fettsyrer oppfattes av de nevrale blodkarene, som stimulerer den til å bygge en stressreaksjon ved å løsne blod-hjerne-barrieren. Hvis den metabolske ubalansen gjenstår, kan den lekke blod-hjerne-barrieren utløse en syk tilstand.

Nedbrytning av nevrale blodkar
Studien legger grunnlaget for en bedre forståelse av hvordan nerveceller og blodkar snakker med hverandre i hjernen, og viser hvordan endringer i det metabolske miljøet til en celletype i et komplekst organ kan påvirke funksjonaliteten til de omkringliggende cellene direkte og dermed påvirke den totale organfunksjonen. "Arbeidet vårt viser at riktig metabolisme i hjernen er avgjørende for helsen. Et mangelfullt nevralt metabolsk miljø kan ha en vaskulær betennelse, en dysfunksjon i cellene som danner blod-hjerne-barrieren og forårsaker økt permeabilitet. Det som kan følge er en kollaps av nevrale blodkar," forklarer Asifa Akhtar. Dette er spesielt viktig fordi demontering av nevrale blodkar er et karakteristisk trekk for begynnelsen av aldersrelaterte sykdommer som Alzheimers og vaskulær demens. En bedre karakterisering av de molekylære endringene som induserer vaskulær dysfunksjon vil bidra til å utvikle bedre behandlinger for disse svekkende patologiene.