Ученые из Института Бака по исследованию старения в США выяснили, что накопление и расщепление гликогена — запасной формы глюкозы — в нейронах может играть ключевую роль в развитии болезни Альцгеймера. Работа опубликована в журнале Nature Metabolism.
Ранее считалось, что гликоген практически не участвует в работе нейронов, а хранится в печени и мышцах. Но оказалось, что в нейронах пациентов с болезнью Альцгеймера этот запасной сахар накапливается избыточно. Более того, он связывается с белком тау, который образует токсичные сгустки в мозге, что препятствует расщеплению гликогена и ухудшает защиту клеток от окислительного стресса — одной из причин старения и нейродегенерации.
Ученые показали, что восстановление активности фермента гликогенфосфорилазы (GlyP), который запускает расщепление гликогена, снижает повреждения в нейронах и даже продлевает жизнь мухам с моделью болезни Альцгеймера. При этом распавшийся гликоген используется не для выработки энергии, а для синтеза молекул, защищающих клетки от окислительного стресса.
«Повышая активность GlyP, мы помогали мозговым клеткам эффективнее справляться с повреждениями, что замедляло прогрессирование болезни», — рассказал соавтор исследования Судипта Бар.
Авторы также выяснили, что ограничение калорий в рационе естественным образом усиливает активность GlyP и улучшает состояние мозга. Аналогичный эффект достигался с помощью вещества 8-Br-cAMP, что открывает перспективы для создания лекарств, имитирующих пользу диетического ограничения без необходимости жестких диет.
«Это может объяснить, почему препараты GLP-1, которые сейчас применяются для похудения, показывают перспективу и в терапии деменции — возможно, они действуют через тот же механизм», — отметил профессор Панкадж Капахи, руководитель исследования.
Ученые подтвердили свои результаты и на человеческих нейронах, выращенных из клеток пациентов с деменцией.
«Наше исследование показало, что управление “сахарным балансом” в нейронах может стать новым направлением в борьбе с возрастными заболеваниями мозга, — подчеркнул Капахи. — Чем больше мы понимаем внутреннюю химию клеток, тем ближе к созданию эффективных методов лечения деменции».