Запасы сахара в мозге влияют на развитие болезни Альцгеймера

Ученые из Института исследований старения имени Бака (Buck Institute for Research on Aging) изучили роль гликогена. Эта форма глюкозы, запасаемая в нейронах мозга, ранее из-за малого объема считалась избыточным элементом человеческой биологии. Но оказалось, что метаболизм гликогена играет ключевую роль в защите мозга от токсичных скоплений тау-белка и нарушений когнитивных функций.

Исследование началось с экспериментов на плодовых мушках и было подтверждено на человеческих клетках, моделирующих накопление тау-белка. Ученые установили, что при накоплении тау, одного из главных факторов болезни Альцгеймера, в нейронах нарушается метаболизм сахара: гликоген накапливается, но не перерабатывается.

Тау-белок, связываясь с гликогеном, блокирует его расщепление, создавая порочный круг: избыток сахара усиливает окислительный стресс, что ускоряет нейродегенерацию. Нейроны теряют способность справляться с повреждениями, а токсины накапливаются. Однако активация фермента гликогенфосфорилазы (glycogen phosphorylase, GlyP) запускает расщепление гликогена и предотвращает закрепление тау-белка.

Увеличивая активность GlyP, клетки мозга могут эффективнее устранять токсичные формы кислорода, снижая повреждения и увеличивая продолжительность жизни мух, выступающих в качестве лабораторных моделей с тауопатией.

Судипта Бар (Sudipta Bar), соавтор исследования

Известно, что уровень GlyP естественным образом повышается при голодании. Похожий эффект наблюдается при приеме агонистов рецепторов GLP-1 — препаратов, применяемых для лечения диабета и снижения веса.

Команда продемонстрировала работоспособность механизма и на нейронах, полученных от пациентов с лобно-височной деменцией (frontotemporal dementia, FTD). Результаты показали, что стимуляция активности GlyP может восстановить нарушенные клеточные процессы и потенциально стать терапевтическим подходом при нейродегенеративных заболеваниях.

Выяснив, как нейроны управляют запасами сахара, мы, возможно, нашли новый способ лечения возрастных нарушений — стратегию, которая воздействует на внутреннюю химию клеток. По мере того как общество стареет, понимание скрытого «сахарного кода» мозга может стать ключом к борьбе с деменцией.

Панкадж Капахи (Pankaj Kapahi), соавтор исследования
Источник: hightech.fm