Ученые Сколковского института науки и технологий с коллегами из других учреждений впервые в мире построили «карту жирности» человеческого мозга. Речь идет о подкорковых структурах, зрительной, моторной и префронтальной коре — зоне, отвечающей за принятие решений, социальное поведение и другие функции. Так как нарушения в составе липидов головного мозга возникают при психических и когнитивных расстройствах, карта этих молекул поможет выявлять такие заболевания, уверены исследователи. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications, передает Наука.рф.
Липиды — жиры, важнейший компонент ткани головного мозга. Эти молекулы составляют 35–40% от всех веществ, присутствующих в нервных клетках, которые входят в состав серого вещества, и целых 78% миелиновой оболочки, окружающей отростки нервных клеток в белом веществе. Липиды нервной ткани разнообразны: фосфорсодержащие соединения, холестерин и др. Они участвуют в обмене веществ и развитии нервных клеток, передаче сигналов между ними, а также контроле воспалительных процессов. Нарушения в составе липидов головного мозга связаны с когнитивными расстройствами, такими как аутизм, шизофрения, болезнь Альцгеймера.
Авторы исследовали образцы ткани головного мозга четырех здоровых людей, оценив состав липидов в 75 различных областях. Выявляли липиды с помощью масс-спектрометрии — подхода, который позволяет определить строение молекулы по тому, как ее заряд соотносится с массой и как она движется в магнитном поле.
Всего ученые обнаружили 419 различных липидов, при этом большинство из них (93%) были неодинаково распределены между разными частями человеческого мозга. Так, например, в подкорковом веществе (наиболее древней части), моторной (отвечающей за движения) и зрительной коре наблюдались высокие уровни холестерина, тогда как в префронтальной коре — зоне, обеспечивающей сложное социальное поведение и принятие решений, — количество этого вещества было ниже.
Оказалось, что в белом веществе, богатом миелином, преимущественно встречаются церамиды, два класса фосфолипидов, а также липиды, содержащие насыщенные жирные кислоты. Поскольку основная функция белого вещества — передача сигналов по отросткам нервных клеток, можно предположить, что перечисленные типы липидов важны для выполнения тканью этой функции.
В сером веществе, где сконцентрированы не отростки, а тела нервных клеток, и миелина практически нет, в основном присутствовали липиды полиненасыщенных жирных кислот. Это говорит о том, что такие молекулы могут быть важны для обработки сигналов в клетках.
Головная боль напряжения: почему возникает, чем опасна и как лечить