В отличие от других органов, мозг не может получать энергию из липидов — энергетического ресурса, широко присутствующего в организме. Гематоэнцефалический барьер, который защищает его от патогенов и токсинов, циркулирующих в крови, действительно ограничивает прохождение этих липидов.
Более того, хотя большинство органов человеческого тела обладают способностью накапливать глюкозу за счет увеличения своей массы, мозг, находящийся в плену костей черепа, не может рассчитывать на эти изменения в объеме. Не имея возможности хранить свою пищу, он зависит от сахара, поступающего в режиме реального времени остальной частью тела. Это распределение энергии контролируется печенью.
Пьер Мехлер, профессор медицинского факультета UNIGE, и его команда решили проверить, действительно ли глутамат является источником энергии для мозга. Для этого исследователи проанализировали роль фермента глутаматдегидрогеназы в мозге. В мутантной форме этот фермент, кодируемый геном Glud1, отвечает за синдром врожденного гиперинсулинизма, тяжелое заболевание, поражающее одновременно эндокринную поджелудочную железу, печень и мозг. Люди, страдающие этим синдромом, страдают умственной отсталостью и имеют высокий риск эпилепсии. «Мы подавили ген Glud1 в мозге мышей.
В отсутствие глутаматдегидрогеназы мы заметили, что мозг больше не может преобразовывать глутамат в энергию, даже если аминокислота присутствует в мозге», — объясняет Мелис Карака. , первый автор исследования.Приоритет мозгу
Лишенный энергии, поставляемой церебральным глутаматом, мозг посылает сигналы в печень, чтобы потребовать компенсирующую долю глюкозы за счет остального тела. Вот почему трансгенные мыши также показали дефицит роста и мышечную атрофию. «Это ясно показывает, как мозг работает точно в срок, и что каждый процент энергетических ресурсов необходим для его правильного функционирования», — подчеркивает профессор Пьер Махлер. «Если часть этой энергии исчезает, мозг в первую очередь обслуживает сам себя, а остальная часть тела страдает. Затем печень должна производить больше глюкозы, потребляя мышечный белок, что приводит к потере мышечной массы. Зная, что мозг использует глутамат в качестве энергоресурсы позволяют нам задуматься о других способах преодоления потенциального дефицита ».
Ученые также подозревают корреляцию между геном Glud1 и некоторыми нарушениями развития нервной системы, особенно эпилепсией и шизофренией. В настоящее время они проводят свои исследования, вводя мышам ту же мутацию Glud1, которая обнаружена у пациентов с эпилепсией.
В то же время другая группа работает с пациентами с шизофренией, чтобы оценить, как их мозг использует глутамат.