Исследователи из Центра передовых научных исследований при Городском университете Нью-Йорка установили, что уровень глюкозы в мозге напрямую влияет на формирование миелина — защитной оболочки нервных волокон, обеспечивающей быструю передачу сигналов между клетками. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
Читайте: Госдума планирует ввести несколько новых запретов
Ученые выяснили, что глюкоза в тканях мозга выполняет не только функцию источника энергии, но и выступает в роли сигнала, регулирующего развитие клеток. Исследование показало, что от концентрации сахара зависит поведение клеток-предшественников, из которых впоследствии формируются олигодендроциты — клетки, отвечающие за образование миелина.
Авторы работы напомнили, что процесс миелинизации начинается еще до рождения и продолжается на протяжении всей жизни человека. Он играет важную роль в развитии двигательных функций, речи и других когнитивных навыков.
По данным исследования, в участках мозга с высоким уровнем глюкозы клетки-предшественники активно размножаются, увеличивая собственный запас. Когда концентрация сахара снижается, эти же клетки начинают созревать и превращаться в олигодендроциты, формирующие миелиновую оболочку.
Ключевым элементом этого механизма оказался фермент АТФ-цитрат-лиаза. Он помогает клеткам использовать продукты распада глюкозы для активации генов, связанных с делением клеток. Во время экспериментов ученые отключили этот фермент у лабораторных мышей, после чего клетки стали хуже размножаться, а уровень миелина временно снизился.
При этом зрелые клетки продемонстрировали способность адаптироваться к дефициту глюкозы. Исследователи установили, что они могут использовать альтернативные источники энергии, в частности кетоновые тела, для продолжения выработки миелина.
Эта гипотеза подтвердилась в ходе отдельного эксперимента. Кетогенная диета позволила частично компенсировать дефицит миелина у животных. Авторы работы считают, что полученные данные помогут лучше понять процессы развития мозга на ранних этапах жизни, особенно в периоды, соответствующие поздним срокам беременности у человека.
По мнению исследователей, результаты также могут оказаться полезными для разработки новых методов защиты и восстановления миелина при различных неврологических заболеваниях, включая рассеянный склероз.
Читайте также: