To je jedna od velikih misterija neuronauke – zašto neaktivan organ i dalje zahteva toliko snage?
Utroši do 10 puta više energije od ostatka tela, proždirući u proseku 20 posto energetskog unosa kada čovek odmara.Čak i kod pacijenata koji su u komi, za koje se kaže da proživljavaju moždanu smrt, mozak i dalje troši veliku količinu energije, samo dva do tri puta manje nego inače.To je jedna od velikih misterija neuronauke – zašto neaktivan organ i dalje zahteva toliko snage? Nova studija je izgleda konačno dala odgovor na to pitanje.
Kada moždana ćelija prosleđuje signal drugom neuronu, čini to putem sinapse, odnosno dodirne tsčke između aksona jedne ćelije i dendrita ili aksona druge. Šta je to akson, odnosno kako izgledaju delovi nervne ćeije, možete videti na slici dole.Prvo predsinaptički neuron šalje hrpu vezikula na kraj svog anksona, najbliže sinapsi. Vezikule zatim usisavaju neurotransmitere iz neurona, ponašajući se kao omotnice u kojima se prenosi važna poruka.Te „omotnice” zatim putuju do samog ruba neurona, gde se spajaju s membranom, oslobađajući pritom neurotransmitere (poruku) u sinapsu. Odranije se zna da ovaj proces zahteva znatnu količinu energije.
Zašto mozak u mirovanju troši mnogo energije?Šta se događa kada nervna aktivnost utihne? Zbog čega on nastavlja da troši veliku količinu energije?Kako bi to shvatili, naučnici su sproveli nekoliko eksperimenata na nervnim završecima i upoređivali metaboličko stanje aktivne i neaktivne sinapse. Čak i kada živčani završeci nisu slali poruke, sinaptičke vezikule su i dalje imale visoke zahteve za metaboličkom energijom.Naime, izgleda da pumpa koja stoji iza potiskivanja protona iz vezikula i usisavanja neurotransmitera nikada ne miruje i da je za njen rad potreban stalan dotok energije.
Ta pumpa je tokom eksperimenata bila kriva za polovinu metaboličke potrošnje sinapse u stanju mirovanja, piše Science Alert. Naučnici su objasnili da je razlog tome to što ta pumpa zna da propušta, pa sinaptičke vezikule neprestano izbacuju protone, čak i ako su već pune neurotransmitera i ako neuron nije aktivan.Neki neuroni u mozgu su verovatno podložniji gubitku energije i bilo bi korisno ustanoviti razlog da bi se mogli što duže očuvati, čak i ako su lišeni kiseonika ili šećera.
„Pomoću ovakvih otkrića možemo bolje razumeti zašto je ljudski mozak toliko ranjiv u situacijama prekida ili slabe opskrbe energijom”, rekao je biohemičar Timoti Rajan s Well Cornell Medicine fakulteta u Njujorku. „Kada bismo imali siguran način da smanjimo ovaj odliv energije i tako usporimo metabolizam mozga, to bi moglo biti vrlo korisno u kliničkom smislu.”Istraživanje pod nazivom Synaptic vesicle pools are a major hidden resting metabolic burden of nerve terminals objavljeno je u časopisu Science Advances.
(Izvor Indeks)
