Haberler

Beynin enerjisini korumak için hücresel mekanizmanın keşfi, ileri yaştaki beyin sağlığına fayda sağlayabilir

UCL bilim insanlarının öncülüğünde fareler ve hücreler üzerinde yapılan bir çalışmada, beynin aktivitesini desteklemek için ek enerjiye ihtiyaç duyduğu zamanı tespit eden temel bir mekanizma tanımlandı.

Bilim insanları, yayımlanan bulgularının DoğaDiğer araştırmalar, beyin enerjisi metabolizmasının yaşamın ilerleyen dönemlerinde bozulabileceğini ve bilişsel gerilemeye ve nörodejeneratif hastalıkların gelişimine katkıda bulunabileceğini ortaya koyduğundan, beyin sağlığını ve uzun ömürlülüğü korumak için yeni tedavilere ışık tutabilir.

Baş yazar Profesör Alexander Gourine (UCL Nörobilim, Fizyoloji ve Farmakoloji) şunları söyledi: “Beynimiz, birlikte çalışarak çok sayıda işlevi koordine eden ve hareket kontrolü, öğrenme ve hafıza oluşturma gibi karmaşık görevleri yerine getiren milyarlarca sinir hücresinden oluşur. Tüm bu hesaplamalar çok enerji gerektirir ve kesintisiz besin ve oksijen tedariki gerektirir.

“Beynimiz daha aktif olduğunda, örneğin zihinsel olarak zorlayıcı bir görev yaptığımızda, beynimiz hemen enerjiye ihtiyaç duyar, ancak metabolik enerjinin aktif beyin bölgelerine talep üzerine yerel olarak sağlanmasını sağlayan kesin mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır.”

Önceki araştırmalar, astrosit adı verilen çok sayıda beyin hücresinin beyin nöronlarına ihtiyaç duydukları enerjiyi sağlamada rol oynadığını göstermiştir. Yıldızlara benzeyen astrositler, merkezi sinir sisteminde bulunan nöronal olmayan hücreler olan bir tür glial hücredir.

Komşu nöronlar enerji tedarikinde artışa ihtiyaç duyduğunda, astrositler kendi glikoz depolarını ve metabolizmalarını hızla aktive ederek harekete geçerler ve bu da laktat üretiminin ve salınımının artmasına yol açar. Laktat, beyindeki nöronlar tarafından kullanılmaya hazır olan enerji havuzunu destekler.

Profesör Gourine, “Çalışmamızda, astrositlerin komşu sinir hücrelerinin enerji kullanımını nasıl izleyebildiğini ve yoğun beyin bölgelerine ek kimyasal enerji ileten bu süreci nasıl başlatabildiğini bulduk.” şeklinde açıklıyor.

Fare modelleri ve hücre örnekleri kullanılarak yapılan bir dizi deneyde, araştırmacılar astrositlerde nöronal aktiviteyi tespit edip izleyebilen ve adenozin adı verilen temel bir molekülü içeren bir sinyal yolunu tetikleyebilen bir dizi spesifik reseptör tanımladılar. Araştırmacılar, adenozin tarafından astrositlerde aktive edilen metabolik sinyal yolunun, örneğin egzersiz yaptığımızda kas ve karaciğerdeki enerji depolarını harekete geçiren yolla tam olarak aynı olduğunu buldular.

Adenozin, astrosit glikoz metabolizmasını aktive ederek nöronlara enerji sağlar ve böylece yüksek enerji talebi veya düşük enerji temini koşullarında bile sinaptik fonksiyonun (hücreler arası iletişim sinyallerini ileten nörotransmitterler) hızla devam etmesini sağlar.

Araştırmacılar, farelerde anahtar astrosit reseptörlerini devre dışı bıraktıklarında, hayvanın beyin aktivitesinin daha az etkili olduğunu, genel beyin metabolizmasında, hafızada ve uyku düzeninde önemli bozulmalar meydana geldiğini buldular. Böylece, tanımladıkları sinyal yolunun öğrenme, hafıza ve uyku gibi süreçler için hayati önem taşıdığını gösterdiler.

Çalışmaya UCL’de başlayıp daha sonra Lancaster Üniversitesi’ne geçen ilk ve eş yazar Dr. Shefeeq Theparambil, “Bu mekanizmanın tanımlanması, nörodejenerasyon ve bunama gibi beyin enerjetiğinin aşağı düzenlendiği beyin hastalıklarını tedavi etmenin bir yolu olabileceğinden daha geniş kapsamlı etkilere sahip olabilir.” dedi.

Profesör Gourine şunları ekledi: “Yaşlanma sırasında beyin enerjisi homeostazının giderek bozulduğunu ve bu sürecin Alzheimer hastalığı gibi nörodejeneratif hastalıkların gelişimi sırasında hızlandığını biliyoruz. Çalışmamız, beyin fonksiyonunu koruma, bilişsel sağlığı sürdürme ve beyin ömrünü uzatma amacıyla beyin enerjisi kurtarma için çekici, kolayca ilaçlanabilir bir hedef ve terapötik bir fırsat tanımlıyor.”

Araştırmaya UCL, Lancaster Üniversitesi, Imperial College London, King’s College London, Queen Mary University of London, Bristol Üniversitesi, Warwick Üniversitesi ve Colorado Üniversitesi’nden bilim insanları katıldı.



Kaynak ve İleri Okuma: https://medicalxpress.com/news/2024-07-discovery-cellular-mechanism-brain-energy.html

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu