Нейроны питаются не только глюкозой: липидные капли помогают регулировать мозговые сигналы, аппетит и контроль веса

Исследование Монреальского университета (Канада) и Университета Британской Колумбии (Канада).

Мозг — это командный центр организма, а нейроны — рабочие лошадки, выполняющие его команды. Они передают сигналы, которые регулируют многие функции организма, в том числе ключевые метаболические процессы, такие как аппетит, вес тела и расход энергии. Но как нейроны обеспечивают всю эту активность?

До недавнего времени считалось, что они зависят в основном от глюкозы. Однако новое канадское исследование опубликовано в Nature Metabolism опровергает эту точку зрения. Оно показывает, что нейроны сохраняют запасы липидов в виде липидных капель, которые крайне важны для их функционирования.

Romane Manceau et al, Neuronal lipid droplets play a conserved and sex-biased role in maintaining whole-body energy homeostasis, Nature Metabolism (2026). DOI: 10. 1038/ s42255-026-01508-w

Руководили исследованием Тьерри Алькье, профессор медицинского факультета Монреальского университета и научный сотрудник Исследовательского центра CHUM при Монреальском университете (CRCHUM), и Элизабет Ридау, Assistant Professor

медицинского факультета Университета Британской Колумбии. Над исследованием работали докторанты Роман Мансо и Дани Мажёр.

Изучение липидных капель в нейронах

В течение многих лет ученые считали, что липиды в нейронах выполняют в основном структурную функцию, поддерживая мембраны и обеспечивая внутренние процессы.

Хотя в ходе исследований была выявлена особая форма хранения, известная как липидные капли — органеллы, состоящие в основном из триглицеридов, — они наблюдались в основном при патологических состояниях, особенно при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера. Их присутствие в здоровых нейронах и роль в повседневной жизнедеятельности нейронов были изучены недостаточно.

Используя сочетание моделей на животных и генетических инструментов, Алькье и его команда продемонстрировали, что липидные капли присутствуют и функционируют в нейронах видов, разделенных огромными эволюционными расстояниями, — у беспозвоночных и у позвоночных.

[плодовых мушек и мышей].

Чтобы изучить роль липидных капель в активности нейронов, он и его коллеги сосредоточились на двух типах нейронов, участвующих в поддержании энергетического баланса: нейронах гипоталамуса, вырабатывающих AgRP (Agouti-related protein)

у мышей и нейроэндокринных нейронах вырабатывающих AKH

( Adipokinetic Hormone) у плодовых мушек.

AgRP (Agouti-related protein) — нейропептид млекопитающих, который, как считается, играет ключевую роль в регуляции пищевого поведения, энергетического гомеостаза и других физиологических процессов.

AKH( Adipokinetic Hormone) у плодовых мушек — это глюкагоноподобный пептид (функциональный аналог глюкагона у млекопитающих). Вырабатывающие его нейроны

находятся в corpora cardiaca — небольшой нейроэндокринной железе в мозге мушки, которая аналогична задней доле гипофиза у млекопитающих. Оттуда AKH попадает в гемолимфу и действует как гормон.

Главные функции AKH:

1) Мобилизация энергии при голодании: стимулирует расщепление запасов жиров и углеводов.

2) Повышение активности при голоде — вызывает «голодную гиперактивность» (starvation-induced hyperactivity), чтобы мушка активно искала еду.

3) Влияние на поведение: снижает чувствительность к горькому вкусу (чтобы есть даже не очень вкусную еду при голоде), модулирует потребление сахара и воды, влияет на сердечный ритм и стрессовые реакции.

Ученые определили ферменты и белки, которые регулируют образование и использование липидных капель в этих нейронах. Внедрив генетические мутации, нарушающие работу этих компонентов, исследователи заблокировали доступ нейронов к их липидным запасам.

Прямое воздействие

Это оказало прямое воздействие на метаболические показатели, в том числе на энергетические резервы, потребление пищи и массу тела. Например, у мышей изменилось потребление пищи и расход энергии, а у плодовых мушек накапливался жир.

Интересно, что эти эффекты были более выражены у самцов, что указывает на половую обусловленность регуляции энергетического обмена.

Что именно делают эти липидные капли?

Во-первых, они служат резервуаром для жирных кислот, обеспечивая организм необходимыми строительными блоками для восстановления и поддержания клеточных мембран. Что еще важнее, они снабжают энергией митохондрии — «энергостанции» клетки — и помогают поддерживать эндоплазматический ретикулум, который участвует в синтезе белка.

Важнейший источник энергии

Соавторы исследования отмечают, что их выводы дополняют растущий объем научных данных, свидетельствующих о том, что липидные капли служат важнейшим постоянным источником энергии для нейронов, и подчеркивают их ранее недооцененную роль.

По словам ученых, полученные результаты открывают новые возможности для изучения влияния капель на метаболизм нейронов и синаптическую функцию, а также прокладывают путь для дальнейших исследований роли липидного обмена в нейронах при ожирении, диабете 2-го типа и некоторых нарушениях метаболизма головного мозга, а также того, почему его нарушение по-разному влияет на мужчин и женщин.

Телеграм: t.me/ainewsline

Источник: vk.com

Комментарии: