После инсультов, сотрясений мозга или нейродегенеративных заболеваний нейроны и их аксоны — длинные волокноподобные отростки, по которым передаются электрические сигналы, — практически не восстанавливаются. Именно потеря аксонов играет ключевую роль в развитии неврологических заболеваний и возрастного снижения мозговых функций.
Специалисты Мичиганского университета сделали открытие, которое ставит под сомнение существующие представления о причинах гибели нейронов и может в будущем помочь защитить пациентов от прогрессирующих неврологических нарушений, связанных с повреждением нервных клеток.
В процессе экспериментов на плодовых мушках, команда ученых обнаружила, что жизнестойкость нейрона, то есть его устойчивость к дегенерации и гибели тесно связана с тем, как он перерабатывает сахар. Иными словами, именно от метаболизма зависит, погибнут нервные клетки или выстоят и восстановятся.
«При травмах мозга и нейродегенеративных заболеваниях, например, болезни Альцгеймера метаболизм нервных клеток часто изменяется, но мы не знаем, является ли это причиной или следствием болезни, — говорит соавтор исследования, доцент молекулярной, клеточной биологии и биологии развития Моника Дус. — Мы выяснили, что снижение метаболизма сахара нарушает целостность нейронов, но если нейроны уже повреждены, тот же механизм может заблаговременно активировать защитную программу. Вместо того чтобы разрушаться, аксоны сохраняются целыми дольше».
Руководитель работы Ти Джей Уоллер выявил два белка, которые влияют на то, как долго аксоны остаются здоровыми после травмы. Первый — киназа DLK, которая действует как датчик повреждения нейронов и активируется при нарушении метаболизма. Второй — белок SARM1, который уже давно связывают с процессами дегенерации аксонов.
«Нас удивило, что нейропротективный ответ меняется в зависимости от внутреннего состояния клетки, — отмечает Дус. — Именно метаболические сигналы определяют, удержат ли нейроны оборону или начнут разрушаться».
Однако ресурсы защиты не безграничны. Когда нейроны остаются неповрежденными, активность DLK возрастает, обеспечивая кратковременную защиту. Но при длительной активации роль DLK меняется: она начинает ускорять повреждение вместо того, чтобы предотвращать его.
Эта двойственная природа делает DLK сложной мишенью для терапии. «Если мы хотим замедлить прогрессирование болезни, нам нужно подавить негативный аспект работы белка, но убедиться, что мы не блокируем его положительное действие, которое может естественным образом замедлять болезнь», — объясняет Уоллер.
Понимание того, как одна и та же молекула способна переключаться между защитным и разрушительным состояниями, может стать основой для разработки новых методов лечения травм мозга и нейродегенеративных заболеваний.
Ранее ученые выяснили, что негативные мысли приводят к деменции.
