血管如何感知神经元的代谢状态

血管如何感知神经元的代谢状态

大脑是我们最耗能、代谢最活跃的器官。它负责我们的思想、想法、运动和学习能力。我们的大脑由 600 公里长的血管提供动力，这些血管为大脑提供营养并清除废物。然而，大脑也非常脆弱。大脑中的血管已经进化成一个严密的保护屏障——血脑屏障——限制分子进出大脑的运动。大脑能够调节其环境非常重要。一方面，阻止病原体或毒素进入大脑，另一方面，必要的信使物质或营养物质可以不受阻碍地通过它们。

表观遗传学开启营养计划
由于它们的密切关系，大脑及其血管之间的密切沟通非常重要。弗莱堡阿西法·阿赫塔尔实验室最近的研究表明，血管可以感知邻近神经细胞的代谢状态。

研究人员发现，表观遗传调节因子 MOF 是为神经元配备处理脂肪酸所需的正确代谢酶所必需的。该研究的主要作者比拉尔·谢赫（Bilal Sheikh）解释说：“必须有某种东西告诉神经细胞有营养物质，它们应该打开处理这些营养物质所需的程序。” “MOF 进入 DNA 并启动基因程序，使细胞能够在大脑中处理脂肪酸。”

脂肪酸存在于食物中，用于产生能量和构建细胞膜所需的复杂脂质。当 MOF 活性有缺陷时，如神经发育障碍的情况，神经元无法处理脂肪酸。这导致它们积聚在脑细胞之间的空间中。在他们的研究中，阿西法·阿赫塔尔（Asifa Akhtar）的团队发现，这种脂肪酸不平衡是由神经血管感知的，刺激它们通过放松血脑屏障来产生应激反应。如果代谢失衡持续存在，血脑屏障渗漏可能会引发疾病状态。

神经血管塌陷
该研究为更好地理解大脑中的神经细胞和血管如何相互通信奠定了基础，并表明复杂器官中一种细胞类型的代谢环境的变化如何直接影响周围细胞的功能，从而影响整体器官功能。 “我们的研究表明，大脑中适当的新陈代谢对其健康至关重要。有缺陷的神经代谢环境会导致血管炎症、形成血脑屏障的细胞功能障碍以及通透性增加。随之而来的是神经血管的崩溃，”Asifa Akhtar 解释道。这一点尤其重要，因为神经血管的破坏是阿尔茨海默病和血管性痴呆等与年龄相关的疾病发病的标志。更好地表征引起血管功能障碍的分子变化将有助于开发出更好的治疗方法来治疗这些使人衰弱的病症。