Požrešni možgani

Aktualno-politična novica
9. 12. 2021 - 8.00

Možgani so najbolj energetsko potraten organ v človeškem telesu. Glede na svojo maso porabijo osem- do desetkrat več energije kot povprečno človeško tkivo. So tudi izjemno občutljivi na znižanje ravni glukoze v krvi, saj se lahko že ob dvakratnem znižanju nepopravljivo poškodujejo. Raziskovalna skupina z Univerze Cornell je v reviji Science Advances objavila raziskavo, v kateri je odkrila proces, odgovoren za velik delež energetske porabe v možganih.

Možgani porabijo največ energije, kadar so bolj dejavni, vendar je njihov metabolizem visok tudi v nedejavnem stanju. To je znanstvenike in znanstvenice spodbudilo k raziskovanju mehanizmov bazalne porabe energije v možganih. Opazovali so porabo molekul ATP, saj so te osnovna energijska enota v živi celici.

Raziskovalci in raziskovalke so v nevronskih celicah izražali fluorescenčni protein, ki fluorescira le ob prisotnosti molekule ATP. Celicam so nato namesto glukoze dodajali 2-deoksiglukozo, ki je celice ne morejo uporabiti za gradnjo molekul ATP. Koncentracija ATP zato sčasoma upade, kar se kaže v zmanjšani fluorescenci. Ker je skupina želela meriti porabo energije nevronov v njihovem nedejavnem stanju, je eksperimente izvajala ob prisotnosti tetrodotoksina. Ta zavira proženje akcijskih potencialov in s tem dejavnost nevronov. 

Raziskovalna skupina je posamično zavrla delovanje nekaterih proteinov v nevronih, ki bi po njihovih predvidevanjih lahko vplivali na veliko energetsko zahtevnost možganov. Nato so opazovali, kaj se ob tem dogaja s porabo ATP v presinaptičnih končičih nevronov. Ugotovili so, da so za visoko energetsko porabo možganov odgovorni predvsem proteini v membranah sinaptičnih mešičkov. To so majhne strukture v končičih nevronov, ki so omejene z lipidnim dvoslojem, znotraj njih pa so molekule nevrotransmiterja.

Za polnjenje mešičkov z nevrotransmiterjem in za njihovo pravilno delovanje je pomembna visoka koncentracija protonov v mešičku. To ustvarijo posebne proteinske črpalke, imenovane V-ATPaze, ki ob porabi ATP prenesejo protone v mešiček. Ob polnjenju z nevrotransmiterjem se proton v notranjosti mešička izmenja z molekulo nevrotransmiterja v zunanjosti. Zdi se torej smiselno, da se ob polnjenju mešička porablja ATP, saj se morajo izmenjani protoni vrniti v notranjost. Vendar so raziskovalci in raziskovalke pokazali, da V-ATPaze delujejo tudi, ko so mešički že popolnoma napolnjeni. Skozi nekatere proteinske kanalčke v membrani mešičkov namreč ves čas odtekajo protoni, zato V-ATPaze v membranah mešičkov ostanejo dejavne tudi ob nedejavnosti nevronov. Tako ohranjajo koncentracijo protonov v mešičku, ob tem pa porabijo znaten delež razpoložljive energije.

Znanstvena skupina je z odkritjem opisanega mehanizma pojasnila metabolično zahtevnost možganov in njihovo občutljivost na zmanjšanje dotoka glukoze. 

 

Možgani so energijo odžirali vajencu Luki. 

facebook twitter rss

 

Podprite kakovostne radijske vsebine tudi v koronski dobi, kliknite na

 

Prikaži Komentarje

Komentiraj

Plain text

  • No HTML tags allowed.
  • [[nid:123]] - Insert a node content
  • Samodejen prelom odstavkov in vrstic.
  • Spletni in e-mail naslovi bodo samodejno pretvorjeni v povezavo.

Z objavo komentarja potrjujete, da se strinjate s pravili komentiranja.

randomness