Удивительное понимание роли аутофагии в нейроне

Похоже, что аутофагия защищает нейроны в головном мозге, но по другим причинам, чем предполагалось ранее, как теперь показали исследователи из Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) и Charité в Берлине. Когда ученые использовали генетический трюк, чтобы отключить опосредованное аутофагией удаление клеточных отходов, вместо того, чтобы обнаруживать отложения белка, как ожидалось, они обнаружили повышенные уровни эндоплазматического ретикулума, системы, состоящей из мембранных мешочков, которая, помимо других функций, действует как запас кальция. Это приводит к повышенному высвобождению нейротрансмиттеров и, в конечном итоге, к фатальной гипервозбудимости нейронов. Эти принципиально новые открытия опубликованы в престижном журнале Neuron .

Аутофагия играет ключевую роль в поддержании здоровья клеток, одним из примеров которых является деградация и переработка поврежденных белковых молекул или целых органелл, таких как дефектные митохондрии, посредством так называемых аутофагосом. Этот механизм очистки особенно важен для нейронов в головном мозге, которые служат нам на протяжении всей нашей жизни, учитывая, что аутофагия очищает белковые агрегаты, которые возникают при нейродегенеративных заболеваниях. Нейрозащитные эффекты аутофагии с тех пор подтверждены многочисленными экспериментами на модельных организмах.

Однако не исключено, что причины этого защитного эффекта отличаются от предполагаемых ранее. Изучая роль аутофагии в центральной нервной системе молодых здоровых мышей, профессор Фолькер Хаукке из Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) и его исследовательская группа пришли к совершенно новым открытиям.

Используя генетический трюк, исследователи сначала отключили важный ген аутофагии, а затем использовали протеомику для анализа уровней нейронального белка. Белки, которые, как предполагалось ранее, в первую очередь разлагаются за счет аутофагии, вообще не были обогащены нейронами – хотя этого можно было ожидать, если бы их разложение происходило через аутофагию.

«Это стало для нас полной неожиданностью», – отметила Марин Куиджперс, ведущий автор исследования, опубликованного в Neuron . «Но что нас еще больше удивило, так это то, что мы вместо этого обнаружили в нейронах».

Самый большой внутриклеточный кальциевый буфер больше не разрушается

Вместо ожидаемых субстратов аутофагии исследователи обнаружили необычно высокие уровни эндоплазматического ретикулума в аксонах нейронов. Одна из функций этих мембранных мешочков и канальцев, которые встречаются во всех клетках, – обеспечивать большие внутриклеточные запасы кальция . Регулирование кальция, в свою очередь, фундаментально важно для передачи возбуждения в центральной нервной системе: когда нейроны взаимодействуют друг с другом, кальциевые каналы открываются в синапсах, что приводит к притоку внеклеточного кальция в синапсы и высвобождению нейротрансмиттеров (нейронных мессенджеров) из синаптические везикулы. Затем кальций может быть либо откачан из нейрона, либо поступить в эндоплазматический ретикулум, откуда при необходимости он также может быть повторно высвобожден.

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