בעוד שגלוקוז, או סוכר, הוא דלק ידוע למוח, חוקרי הרפואה של ווייל קורנל הראו כי פעילות חשמלית בסינפסות-הצמתים בין נוירונים שבהם מתרחשת תקשורת-יכולה להוביל לשימוש בטיפות שומנים או שומן כמקור אנרגיה.
המחקר, שפורסם ב -1 ביולי במטבוליזם טבעי, מאתגר את "הדוגמה ארוכת השנים שהמוח לא שורף שומן", אמר החוקר הראשי ד"ר טימותי א. ראיין, פרופסור לביוכימיה וביוכימיה בהרדמה, והפרופוס המשולש במחלקה לביוכימיה בוויל תרופות.
הסופר הראשי של העיתון, ד"ר מוקש קומאר, מקורב לפוסט -דוקטורט בביוכימיה בוויל קורנל רפואה שחקר את הביולוגיה של התא של טיפות שומן, הציע כי הגיוני ששומן עשוי למלא תפקיד כמקור אנרגיה במוח כמו שהוא עושה עם רקמות דורשות מטבולי אחרות, כמו שרירים.
צוות המחקר סיקרן במיוחד את הגן DDHD2, המקודד ליפאז, או אנזים המסייע לפרק שומן. מוטציות ב- DDHD2 קשורות לסוג של פרפלגיה ספסטית תורשתית, מצב נוירולוגי הגורם לקשיחות וחולשה מתקדמים ברגליים, בנוסף למחסור קוגניטיבי.
מחקרים קודמים של חוקרים אחרים הוכיחו כי חסימת אנזים זה בעכברים גורמת להצטברות של טריגליצרידים-או טיפות שומן המאחסנות אנרגיה-באמצעות המוח. "בעיניי זו הייתה עדות לכך שאולי הסיבה שאנו טוענים שהמוח לא שורף שומן היא בגלל שאנחנו אף פעם לא רואים את חנויות השומן", אמר ד"ר ראיין.
מחקרים מדגימים לליפידים יש תפקיד חשוב
המחקר הנוכחי בדק האם טיפות השומנים שהצטברו בהיעדר DDHD2 משמשות כדלק על ידי המוח, במיוחד כאשר אין גלוקוז, אמר ד"ר ראיין.
ד"ר קומאר מצא שכאשר סינפסה מכילה טיפת שומנים מלאה בטריגליצרידים בעכברים ללא DDHD2, נוירונים יכולים לפרק את השומן הזה לחומצות שומן ולשלוח אותו למיטוכונדריה – מפעלי האנרגיה של התא – כך שהם יכולים לייצר טריפוספט אדנוזין (ATP), האנרגיה שהתא צריך לתפקד.
תהליך היכולת להשתמש בשומן נשלט על ידי הפעילות החשמלית של הנוירונים, והייתי המום מהממצא הזה. אם הנוירון עסוק, הוא מניע את הצריכה הזו. אם זה במנוחה, התהליך לא קורה. "
ד"ר טימותי א. ראיין, פרופסור לביוכימיה וביוכימיה בהרדמה
במחקר אחר, החוקרים הזריקו מולקולה קטנה לעכברים כדי לחסום את האנזים קרניטין פלמיטוילטרנספרז 1 (CPT1), המסייע בהעברת חומצות שומן למיטוכונדריה לייצור אנרגיה. חסימת CPT1 מנעה את המוח להשתמש בטיפות שומן, שהובילו אז לטפל, מצב דמוי שינה, בו טמפרטורת הגוף צונחת במהירות ופעימות הלב מאטה. ד"ר ראיין אמר כי "תגובה זו שכנעה אותנו כי יש צורך מתמשך במוח להשתמש בטיפות השומנים האלה.
השלכות על מחקר עתידי
מחקר זה עשוי לעודד את הבדיקה הנמשכת של תנאים ניווניים ותפקיד השומנים במוח. Glucose fluctuations or low levels of glucose can occur with aging or neurological disease, but fatty acids broken down from lipid droplets may help to maintain the brain's energy, Dr. Kumar said. "איננו יודעים לאן מחקר זה ילך מבחינת מצבים ניווניים, אך עדויות מסוימות מצביעות על כך שהצטברות טיפות שומן בנוירונים עשויה להתרחש במחלת פרקינסון", אמר.
החוקרים צריכים גם להבין טוב יותר את יחסי הגומלין בין גלוקוז לליפידים במוח, אמר ד"ר ראיין. "על ידי לימוד יותר על הפרטים המולקולריים הללו, אנו מקווים בסופו של דבר לפתוח את ההסברים להתנוונות עצבית, מה שייתן לנו הזדמנויות למצוא דרכים להגן על המוח."
מחקר זה נתמך בחלקו על ידי המכון הלאומי להפרעות נוירולוגיות ושבץ מוחי והמכון הלאומי לסרטן, שניהם חלק מהמוסדות הלאומיים לבריאות, באמצעות מספרי מענק NS036942, NS11739 ו- F31CA278383. תמיכה נוספת ניתנה על ידי יישור המדע ברחבי פרקינסון דרך מספר המענק ASAP-000580.
