Нейроны процветают даже при недоедании

Когда эмбрионы животных, насекомых или человека растут в недоедающей среде, их развивающаяся нервная система получает первый выбор любых доступных питательных веществ, чтобы можно было создать новые нейроны.

В этом процессе, называемом сохранением органов, ресурсы преимущественно делегируются нервной системе за счет менее важных органов или тканей.

Новое исследование теперь показывает, что развивающаяся нервная система демонстрирует этот предпочтительный рост даже на уровне отдельных нейронов. В статье, опубликованной в eLife 22 июня, «Низкая экспрессия FoxO в соматосенсорных нейронах дрозофилы защищает рост дендритов при ограничении питательных веществ», команда исследователей из Корнелла обнаружила молекулярный механизм, который помогает облегчить сохранение органов на клеточной основе.

«Обнаруженный нами феномен аналогичен феномену сохранения мозга, но есть очень важные различия», – сказал Чун Хан, старший автор и доцент кафедры молекулярной биологии и медицины Нэнси М. и Сэмюэля К. Флеминга. Генетика в Колледже сельского хозяйства и наук о жизни и в Институте клеточной и молекулярной биологии Вейля. «Нейроны защищены на уровне роста отдельных нейронов, и они становятся все больше и больше, расширяя свои ветви».

Эти ветви называются дендритами. Они образуют систему сложных рук, которые отходят от клеточных тел нейронов, и они могут получать стимулы из внешней среды.

Хан и его команда хотели посмотреть, как дефицит питательных веществ влияет на рост дендритов отдельных нейронов, а затем изучить, какие клеточные жертвы приносят тела, чтобы жизненно важные органы, включая мозг, продолжали развиваться.

Они разделили личинок дрозофилы (плодовой мухи) на группы, получавшие диету с высоким или низким содержанием дрожжей, имитируя среду, богатую и бедной питательными веществами. Затем они наблюдали, как развиваются нервные клетки по сравнению с соседними клетками кожи на стенке тела. Они отслеживали прогресс каждые 24 часа с помощью конфокальной микроскопии, в которой используются лазеры для освещения флуоресцентных маркеров, которые маркируют отдельные клетки.

«У нас есть очень красивые маркеры, которые специально маркируют эти популяции нейронов», – сказал Хан. «Каждый нейрон очень ясен для нас – вплоть до каждой отдельной ветви».

Исследователи заметили, что в среде с низким содержанием дрожжей нейроны росли гораздо быстрее, чем клетки кожи. Клетки кожи росли быстрее, когда конкуренция за питательные вещества была меньше. Хан и его команда узнали, что это различие связано с критическим геном FoxO – важным регулятором клеточной реакции на стресс.

«FoxO – это ген, который экспрессируется практически в большинстве клеток организма», – сказал Хан. «Когда клетки сталкиваются с низким содержанием питательных веществ, FoxO тормозит систему и замедляет рост клеток».

Что особенно интересно в FoxO, так это то, что то, что он есть в большинстве ячеек, не означает, что все они используют его одновременно или в одних и тех же условиях. Команда Хана обнаружила, что даже во время недоедания нейроны дрозофилы экспрессировали очень мало FoxO, тогда как эпидермальные клетки экспрессировали FoxO на гораздо более высоких уровнях.

Когда доступно меньше питательных веществ, FoxO запускает в эпидермальных клетках реакцию, называемую аутофагией, которая говорит клетке самоуничтожиться, потребляя себя. Однако ограниченная экспрессия FoxO в нейронах сохраняет отдельные нервные клетки и рост их дендритов.

И хотя у людей есть более сложные системы, чем у дрозофилы, Хан сказал, что это исследование помогает проложить путь для изучения аналогичного явления у людей.

«Наше исследование выявляет еще один слой щадящей нервной системы при дефиците питательных веществ и открывает новый механизм, с помощью которого нейроны защищены». – сказал Хан. «Эти результаты могут способствовать разработке более эффективных подходов к лечению проблем, вызванных недоеданием на раннем этапе развития.

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector