Астроциты – это перегруженная команда нейронов.
Клетки мозга собирают поврежденные липиды, выделяемые гиперактивными нейронами, а затем перерабатывают эти токсичные молекулы в энергию, сообщают исследователи из исследовательского кампуса Janelia при Медицинском институте Говарда Хьюза 23 мая 2019 года в журнале Cell. Это механизм защиты нейронов от разрушительных побочных эффектов гиперактивности. И это еще одна важная роль астроцитов, которые поддерживают нейроны различными способами.
Когда нейрон срабатывает быстро и яростно, молекулы липидов в клетке повреждаются и могут стать токсичными. В то время как большинство видов клеток улавливают лишние жирные кислоты или скармливают их митохондриям, чтобы предотвратить накопление, нейроны, похоже, не полагаются на эти уловки.
Вместо, "нейроны снимают часть нагрузки с астроцитов," говорит соавтор исследования и руководитель группы Janelia Чжэ Лю, который тесно сотрудничал с Марией Иоанну и Дженнифер Липпинкотт-Шварц, старшим руководителем группы в Janelia. "Долгое время люди подозревали, что существует такой механизм. Новая работа показывает, как на самом деле происходит этот процесс."
Открытие стало результатом любопытного наблюдения: сверхактивные нейроны выделяют поврежденные жирные кислоты, связанные в липидных частицах. "Люди не думали, что нейроны могут секретировать эти липидные частицы," Лю говорит.
Но стимуляция нейронов мыши в блюде приводила к накоплению жирных кислот и, в конечном итоге, к высвобождению липидных частиц, как показала команда. Затем близлежащие астроциты поглотили частицы и усилили активность генов, участвующих в производстве энергии и детоксикации.
Лю заключил, что астроциты питают разгруженные поврежденные липиды нейронов в свои собственные митохондрии, превращая отходы в энергию. Тесты на мышах показали аналогичный ответ. После поражения мозга, имитирующего инсульт – огромного стресса для нейронов, – нейроны увеличивают выработку белков, участвующих в транспортировке жирных кислот из клетки, а жирные кислоты накапливаются в астроцитах.
Лю предполагает, что этот путь очистки нейронов от токсичных молекул может быть поврежден у пациентов с болезнью Альцгеймера, хотя он не был тщательно исследован. Следующим шагом, возглавляемым Марией Иоанну в ее новой лаборатории в Университете Альберты, является изучение различий в этом механизме на клеточных культурах и моделях болезни Альцгеймера на грызунах.