Блокируй фермент — получи спячку: нейросеть нашла зависимость мозга от липидов

Хотя глюкоза давно считается главным "бензином" для мозга, команда из Weill Cornell Medicine доказала, что при определённых условиях электрически активные синапсы переключаются на резервное топливо — жировые капли, богатые триглицеридами. Работа опубликована в Nature Metabolism.

Жир вместо сахара

Ведущий автор Мукеш Кумар заметил, что в мозгу мышей с отключённым геном DDHD2 (кодирует липазу для расщепления триглицеридов) быстро накапливались липидные капли. Это натолкнуло исследователей на мысль: возможно, мы никогда не наблюдаем "жировые склады" в нормальном мозге именно потому, что они обычно сразу расходуются.

Электрический переключатель

Эксперименты показали: как только синапс испытывает высокий информационный трафик, нейрон активирует расщепление капель на жирные кислоты, которые тут же поступают в митохондрии для выработки АТФ. В состоянии покоя процесс стопорится. "Меня потрясло, насколько чётко активность нейрона регулирует этот метаболический переключатель", — признаётся соавтор статьи Тимоти А. Райан.

Эффект CPT1 и "мини-спячка"

Чтобы подтвердить, что речь идёт именно о липидном топливе, учёные заблокировали фермент CPT1, перевозящий жирные кислоты через митохондриальную мембрану. Мыши быстро впадали в оцепенение: температура падала, сердечный ритм замедлялся, а значит, мозг лишался энергии.

Что это меняет

• Нейродегенерация.

При болезни Паркинсона и старении часто наблюдают аномальные липидные накопления. Возможно, это попытка нейронов "запасти дрова" на случай глюкозного дефицита.

• Метаболические стратегии.

Понимание баланса глюкоза / жир откроет новые точки вмешательства: от питания до фармакологии.

• Генетические болезни.

Мутации DDHD2 уже связаны со спастической параплегией; теперь

Таким образом дефицит липаз может лишать мозг жизненно важного источника энергии.
Учёные планируют изучить, как именно мозг выбирает между сахаром и жиром и можно ли усилить "липидную страховку" при неврологических расстройствах.

По словам Райана, расшифровка этого механизма "даст шанс создавать методы, защищающие нейроны, когда глюкозы становится мало".