Проучване от института Бък предлага обяснение на ползите от диетата на невронално ниво

Мадрид | 07 · 12 · 16 | 18:01

полезно

Споделете статията

Постът полезен ли е за мозъка? Гети Имиджис

Проучване от института Бък, САЩ, предлага обяснение на ползи от гладуването на невронално ниво. Изследователите са използвали ларви на плодови мухи, за да открият наличието на молекулярен път, който отговаря на недостига на хранителни вещества и намалява активността на синапсите в кръстовищата между невроните и мускулните клетки, както е описано подробно в статия, публикувана в „Neuron“.

„От една страна, нашите констатации може да звучат неинтуитивно, защото ние винаги мислим за гладуване като полезно и тук установихме, че блокира естествената нервна активност -отбелязва водещ автор и професор от Института Бък Пеймун Хаги. От друга страна, смятаме, че бихме могли да отговорим на въпроса защо гладуването е полезно. Може би е добре, когато няма налични хранителни вещества, организмът намалява освобождаването на невротрансмитери и следователно спестете добра част от глобалните си енергийни разходи ".

Освен това, добавя Хаги, невротрансмисията изисква непрекъсната оркестрация на стъпките за предаване на сигнала и този стрес може да доведе до натрупани увреждания на невроните. "Нашите открития показват, че една от причините гладуването да е от полза е тази дава почивка на нервната система и успокоява нещата", твърди.

Затихването на синаптичната активност настъпва в рамките на три часа след отстраняването на хранителните вещества от храната в ларвите и инхибирането е изразено, намалявайки наполовина активността. „Наистина е изненадващо, че промяната в приема на хранителни вещества може да окаже толкова драматично влияние върху невроновата активност в толкова кратък период от време“, казва съавторът Грант Кауве, постдокторант в лабораторията на Хаги.--. Това показва колко бързо могат да настъпят промени, причинени от гладуване ".

Изследователите се чудеха колко дълго калоричното ограничение удължава продължителността на живота и забавя свързаните с възрастта заболявания при редица видове, но тласъкът за провеждането на това проучване идва от дългогодишния интерес на Хаги към разбирането на молекулярните механизми, които регулират освобождаването на невротрансмитери в синапсите. По-специално, той се е фокусирал върху феномен наречена синаптична хомеостаза, която е начин, по който невронните вериги поддържайте активността в зададен диапазон, за да осигурите стабилна и надеждна комуникация.

През 2012 г. екипът на Haghighi публикува статия, показваща, че синаптичната хомеостаза се контролира от ензим, рапамицин мишена (TOR), който играе критична роля в регулирането на живота в широк спектър от организми, от дрожди до мишки. изток констатация, свързана на молекулярно ниво как се преплита функцията на нервната система и регулирането на полезния живот.

TOR играе много роли, но една от основните му задачи е да функционира като гаечен ключ, който разхлабва и затяга контрола на протеиновия синтез в отговор на храната, по-специално наличието на аминокиселини. Въпреки че предишни доказателства предполагат, че гладуването влияе върху невронната активност и освобождаването на невротрансмитери, Haghighi осъзнава, че нито едно изследване не е свързало известната способност на TOR да регулира хранителните вещества и продължителността на живота с ролята на TOR в синаптичната хомеостаза.

За да определи молекулярните подробности за това как изчерпването на хранителните вещества влияе върху функцията на синапсите, екипът комбинира своите генетични и молекулярни инструменти с образни и електрофизиологични техники, за да види какво се е случило, когато съставът на храната на ларвите на дрозофилата се е променил. На основно ниво експериментите му регистрират нервна активност в мускулите, обяснява Кауве. Синапсът между неврон и мускул - нервно-мускулната връзка-- на ларва на плодната муха се оказва добър модел за изследване на това как работи нервната система като цяло, които могат да бъдат приложени към други организми, включително хората.

Екипът започна с ограничаване на протеините в диетата на ларвите, тъй като беше известно, че ограничаването на протеините намалява TOR активността. Изненадващо те откриха, че синаптичната хомеостаза не се влияе от диетичните ограничения, въпреки по-ниската активност на TOR, но временното елиминиране на храната, наречено остро гладуване, напълно потиска синаптичната хомеостаза в рамките на няколко часа.

По-нататъшните експерименти на екипа генетично показаха това имаше допълнителен отговор от транскрипционния фактор -Foxo - което от своя страна подобрява транскрипцията на един от транслационните регулатори: 4E-BP. Освен това балансът между TOR и 4E-BP контролира стабилността на синапса.

Стабилността е отличителен белег на здравите невронни вериги и нейното нарушаване под формата на повишена активност в синапса може да доведе до невродегенеративни заболявания като Паркинсон, Алцхаймер, шизофрения или епилепсия. „Бихме могли да имаме реална представа за ползите от овлажняването на синаптичната активност, причинена от гладуването“, казва Хаги, като дава пример като гладуването може да бъде полезно за пациенти с епилепсия, които могат да получат намалени припадъци чрез ограничаване на калориите.