медицина будущего

Ученые нашли причину, почему мозгу нужно много энергии даже в полном покое

Фото:

Нейроны головного мозга потребляют огромное количество энергии даже в моменты отсутствия активной деятельности - когда человек находится в коматозном или вегетативном состоянии. И до сегодняшнего дня это было загадкой: куда уходит энергия, если никакой работы не выполняется? Оказалось, что дело в эволюционной «протечке» в упаковке нейротрансмиттеров, которая по ошибке требует регулярного «долива топлива». Открытие, вероятно, позволит в будущем замедлять метаболизм мозга, что может быть важно для самых разных задач - от лечения неврологических отклонений до эффективного анабиоза.

Мозг, как известно, потребляет гораздо больше энергии, чем другие органы, а также нуждается в подпитке даже в состоянии покоя, когда посылаемые сигналы от одного нейрона к другому через нейротрансмиттеры отсутствуют. Например, в коматозном или вегетативном состоянии мозг человека снижает потребление глюкозы только примерно наполовину. Теперь ученые из США установили, что причиной такой неэффективной организации может быть процесс упаковки нейротрансмиттеров, пишет Science Daily.

Молекулы нейротрансмиттеров упаковываются в крошечные капсулы, называемые синаптическими везикулами. Этот процесс требует расхода энергии. Оказалось, что по своей эволюционной природе в процессе есть определенная «протечка», из-за которое потребление энергии не останавливается даже в момент, когда везикулы заполнены, а синаптические терминалы не активны.

Ученые установили, что утечка энергии происходит из мембраны везикул. И хотя утечка из одной везикулы будет крошечной, в головном мозге человека есть по крайней мере сотни триллионов синаптических везикул, поэтому в таком масштабе этот процесс весьма ощутим.

«Это открытие помогает нам лучше понять, почему мозг человека так уязвим для прерывания или ослабления подачи энергии», — прокомментировал соавтор работы Тимоти Райан.

Если появится возможность безопасно сократить эти протечки и замедлить метаболизм мозга, это могло бы иметь важные клинические последствия в области неврологии, при метаболических и других нарушениях, добавил он.

Недавно ученые обнаружили, что сонливость — сигнал мозга о накоплении чрезмерного количества поломок в ДНК, которые необходимо восстановить во время сна.

Читайте также