ذخایر گلوکز در مغز ممکن است نقش بسیار مهم‌تری در تخریب پاتولوژیک نورون‌ها داشته باشند تا آنچه پیش‌تر دانشمندان تصور می‌کردند؛ موضوعی که میتواند راه را برای درمان‌های جدید بیماری‌هایی مانند آلزایمر هموار کند. آلزایمر نوعی «تاوپاتی» است؛ یعنی اختلالی که با تجمع‌های مضر پروتئین تاو درون نورون‌ها شناخته می‌شود. با این حال، هنوز مشخص نیست که این تجمع‌ها علت بیماری هستند یا نتیجه آن. اکنون مطالعه‌ای جدید، جزئیات مهمی را به این بحث اضافه کرده و تعاملات قابل توجهی بین پروتئین تاو و گلوکز در شکل ذخیره‌شده‌اش یعنی گلیکوژن را آشکار کرده است.
این پژوهش که به رهبری تیمی از مؤسسه تحقیقات پیری باک در ایالات متحده انجام شده، دیدگاه تازه‌ای درباره عملکرد گلیکوژن در مغز ارائه می‌دهد. پیش از این، گلیکوژن تنها به عنوان منبع ذخیره انرژی برای کبد و عضلات شناخته می‌شد.
پانکاج کاپاهی، زیست‌شناس مولکولی از مؤسسه باک، می‌گوید: «این مطالعه جدید این دیدگاه را به چالش می‌کشد و پیامدهای قابل توجهی دارد. گلیکوژن ذخیره‌شده فقط در مغز ساکن نیست، بلکه در بروز آسیب‌های مغزی نقش دارد.»
با استناد به ارتباط‌هایی که پیش‌تر میان گلیکوژن و تخریب عصبی شناسایی شده بود، پژوهشگران شواهدی از تجمع بیش‌ازحد گلیکوژن در مدل‌های تاوپاتی ایجادشده در مگس سرکه (Drosophila melanogaster) و همچنین در سلول‌های مغزی افراد مبتلا به آلزایمر یافتند. تحلیل‌های بیشتر، سازوکار کلیدی این فرآیند را آشکار کرد: پروتئین‌های تاو روند طبیعی تجزیه و استفاده از گلیکوژن در مغز را مختل می‌کنند؛ موضوعی که به تجمع خطرناک هر دو ماده، یعنی تاو و گلیکوژن، منجر می‌شود و در عین حال سدهای دفاعی محافظ نورون‌ها را نیز تضعیف می‌کند.
محققان به بررسی اثرات تجمع پروتئین‌های تاو و گلیکوژن در مغز مگس‌های میوه پرداختند. در بالا مغزهای عادی نمایش داده شده‌اند؛ در پایین، مغزهای مبتلا به بیماری تاوپاتی نشان‌دهنده افزایش اندازه حفره‌ها هستند که با فلش‌ها مشخص شده‌اند.
نقش حیاتی در این تعامل، فعالیت آنزیم گلیکوژن فسفوریلاز یا GlyP است، که وظیفه تبدیل گلیکوژن به سوختی که بدن میتواند از آن استفاده کند را بر عهده دارد. هنگامی که پژوهشگران تولید GlyP را در مگس‌های سرکه افزایش دادند، ذخایر گلیکوژن مجدداً مورد استفاده قرار گرفت و به مقابله با آسیب‌های سلولی کمک کرد.
سودیتا بار، زیست‌شناس مؤسسه باک می‌گوید: «با افزایش فعالیت GlyP، سلول‌های مغزی توانستند واکنش‌های اکسیژن فعال مضر را بهتر دفع کنند، که باعث کاهش آسیب‌ها و حتی افزایش طول عمر مگس‌های مدل تاوپاتی شد.»
تیم تحقیقاتی کنجکاو شد که آیا رژیم غذایی محدود که پیش‌تر با سلامت بهتر مغز مرتبط شناخته شده میتواند مؤثر باشد. هنگامی که مگس‌های سرکه مبتلا به تاوپاتی به رژیم غذایی کم‌پروتئین منتقل شدند، طول عمر بیشتری داشتند و آسیب‌های مغزی کمتری نشان دادند، که نشان می‌دهد تغییرات متابولیک ناشی از رژیم غذایی میتواند به افزایش فعالیت GlyP کمک کند.
این یافته‌ها مجموعه‌ای مهم و برجسته هستند، به‌ویژه زیرا نشان می‌دهند که چگونه می‌توان تجمع گلیکوژن و تاو را در مغز هدف قرار داد. پژوهشگران همچنین دارویی بر پایه مولکول 8-Br-cAMP برای شبیه‌سازی اثرات رژیم غذایی محدود توسعه دادند که نتایج مشابهی در آزمایشات روی مگس‌ها داشت.
این تحقیق ممکن است حتی به پژوهش‌های مرتبط با آگونیست‌های گیرنده GLP-1 مانند اوزِمپیک که برای مدیریت دیابت و کاهش وزن طراحی شده‌اند، ارتباط پیدا کند؛ داروهایی که اکنون نشان داده‌اند در محافظت در برابر زوال عقل نیز امیدوارکننده هستند. پژوهشگران معتقدند این موضوع ممکن است به این دلیل باشد که این داروها با یکی از مسیرهای گلیکوژن تعامل دارند.
پانکاج کاپاهی می‌گوید: «با کشف نحوه مدیریت قند توسط نورون‌ها، ممکن است یک استراتژی درمانی نوین را یافته باشیم: استراتژی‌ای که شیمی درونی سلول را هدف قرار داده تا با زوال مربوط به پیری مقابله کند. با توجه به پیری روزافزون جامعه، یافته‌هایی مانند این‌ها امید را به همراه می‌آورد که درک بهتر و شاید تعادل مجدد، کد پنهان قند در مغز، میتواند ابزارهای قدرتمندی برای مبارزه با زوال عقل فراهم کند.»
منبع خبر : sciencealert.com
نظرات کاربران