新研究：維持大腦能量的細胞機制有助于大腦健康和長壽

倫敦大學學院的科學家們在小鼠和細胞中進行了一項研究，發(fā)現(xiàn)了一種檢測大腦何時需要額外能量來支持其活動的關鍵機制。

科學家們表示，他們發(fā)表在《自然》雜志上的研究結果，可能會為保持大腦健康和長壽提供新的療法，因為其他研究發(fā)現(xiàn)，大腦能量代謝可能在晚年受到損害，并導致認知能力下降和神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展。

首席作者Alexander Gourine教授(倫敦大學學院神經(jīng)科學、生理學和藥理學)說:“我們的大腦由數(shù)十億個神經(jīng)細胞組成，這些細胞協(xié)同工作，協(xié)調(diào)許多功能，執(zhí)行復雜的任務，如控制運動、學習和形成記憶。”所有這些計算都是非常消耗能量的，需要不間斷的營養(yǎng)和氧氣供應。

“當我們的大腦更活躍時，比如當我們在執(zhí)行一項耗費腦力的任務時，我們的大腦需要立即補充能量，但確保按需向大腦活躍區(qū)域供應代謝能量的確切機制尚不完全清楚。”

先前的研究表明，許多被稱為星形膠質(zhì)細胞的腦細胞似乎在為大腦神經(jīng)元提供所需能量方面發(fā)揮著作用。星形膠質(zhì)細胞，形狀像星星，是一種膠質(zhì)細胞，它是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的非神經(jīng)元細胞。當鄰近的神經(jīng)元需要增加能量供應時，星形膠質(zhì)細胞通過迅速激活自身的葡萄糖儲存和代謝而開始行動，導致乳酸的產(chǎn)生和釋放增加。乳酸補充了可供大腦神經(jīng)元使用的能量池。

Gourine教授解釋說:“在我們的研究中，我們已經(jīng)弄清楚了星形膠質(zhì)細胞是如何準確地監(jiān)測鄰近神經(jīng)細胞的能量使用，并啟動這一過程，向繁忙的大腦區(qū)域提供額外的化學能量。”

在使用小鼠模型和細胞樣本進行的一系列實驗中，研究人員在星形膠質(zhì)細胞中發(fā)現(xiàn)了一組特定的受體，這些受體可以檢測和監(jiān)測神經(jīng)元活動，并觸發(fā)一種涉及腺苷基本分子的信號通路。研究人員發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細胞中腺苷激活的代謝信號通路與肌肉和肝臟中儲存能量的途徑完全相同，例如當我們運動時。

腺苷激活星形膠質(zhì)細胞葡萄糖代謝和向神經(jīng)元提供能量，確保突觸功能(傳遞細胞間通信信號的神經(jīng)遞質(zhì))在能量需求高或能量供應減少的情況下繼續(xù)快速運行。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當他們在小鼠體內(nèi)禁用關鍵的星形膠質(zhì)細胞受體時，它的大腦活動就不那么有效了，包括大腦整體代謝、記憶和睡眠中斷方面的顯著損傷，從而證明他們發(fā)現(xiàn)的信號通路對學習、記憶和睡眠等過程至關重要。

**和共同通訊作者Shefeeq Theparambil博士說:“這種機制的識別可能具有更廣泛的意義，因為它可能是治療大腦能量失調(diào)的腦部疾病的一種方法，比如神經(jīng)變性和癡呆。”

Gourine教授補充說:“我們知道，隨著年齡的增長，大腦的能量平衡會逐漸受損，而在阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展過程中，這一過程會加速。我們的研究確定了一個有吸引力的易于藥物治療的目標和治療機會，以保護大腦功能，保持認知健康，促進大腦壽命。”

本網(wǎng)站所有轉(zhuǎn)載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉(zhuǎn)載內(nèi)容不代表本站立場。不希望被轉(zhuǎn)載的媒體或個人可與我們聯(lián)系，我們將立即進行刪除處理。