Hur blodkärl uppfattar neurons metaboliska tillstånd

Hur blodkärl uppfattar neurons metaboliska tillstånd

Hjärnan är vår energi hungrig och metabolisk aktivt organ. Det ansvarar för våra tankar, idéer, rörelse och förmåga att lära sig. Vår hjärna drivs av 600 km blodkärl som ger näringsämnen och tar bort avfallsprodukter. Men hjärnan är också mycket ömtålig. Blodkärlen i hjärnan har utvecklats till en smal skyddande barriär-den blod-hjärnbarriären-vilket begränsar rörelsen av molekyler in och ut ur hjärnan. Det är viktigt att hjärnan kan reglera sin omgivning. Å ena sidan förhindras patogener eller toxiner från att komma in i hjärnan, å andra sidan kan nödvändiga messenger -ämnen eller näringsämnen komma igenom dem obehindrade.

Epigenetics Näringsprogrammet slår på
På grund av deras nära relation är det viktigt att hjärnan och dess kärl talar intensivt. De senaste verken i Asifa Akhtar Laboratory i Freiburg har visat att blodkärl kan fånga det metaboliska tillståndet för angränsande nervceller.

Forskarna fann att den epigenetiska regulatorn MOF krävs för att utrusta neuroner med rätt metaboliska enzymer som krävs för bearbetning av fettsyror. "Något måste berätta för nervcellerna att det finns näringsämnen och att de bör slå på de program som krävs för deras bearbetning," förklarar Bilal Sheikh, huvudförfattaren till studien. "MOF går till DNA och växlar på de genetiska programmen som celler kan bearbeta fettsyror i hjärnan."

fettsyror förekommer i livsmedel och används för energiproduktion och utveckling av komplexa lipider som krävs i cellmembran. Om MOP: s aktivitet är felaktig, som är fallet med neurala utvecklingsstörningar, kan neuronerna inte bearbeta fettsyror. Detta leder till deras ackumulering i utrymmen mellan hjärncellerna. I sina studier fann Asifa Akhtar-teamet att denna obalans av fettsyror uppfattas av de neurala blodkärlen, som stimulerar det att bygga en stressreaktion genom att lossa blod-hjärnbarriären. Om den metaboliska obalansen kvarstår kan den läckande blod-hjärnbarriären utlösa ett sjukt tillstånd.

Fördelning av neurala blodkärl
Studien lägger grunden för en bättre förståelse för hur nervceller och blodkärl pratar med varandra i hjärnan och visar hur förändringar i den metaboliska miljön av en celltyp i ett komplext organ kan påverka funktionaliteten hos de omgivande cellerna direkt och därmed påverka den totala organfunktionen. "Vårt arbete visar att den högra metabolismen i hjärnan är avgörande för sin hälsa. En defekta neurala metaboliska miljö kan ha en vaskulär inflammation, en dysfunktion av cellerna som bildar blod-hjärnan och orsakar ökad permeabilitet. Det som kan följa är en kollaps av de neurala blodkärlen," förklarar Asifa Akhtar. Detta är särskilt viktigt eftersom demonteringen av neurala blodkärl är ett karakteristiskt drag för början av åldersrelaterade sjukdomar som Alzheimers och vaskulär demens. En bättre karaktärisering av de molekylära förändringarna som inducerar vaskulär dysfunktion kommer att hjälpa till att utveckla bättre behandlingar för dessa försvagande patologier.