Мозг как регулятор уровня «сахара» в крови

Известно, что клетки нервной ткани (нейроны) умеют обнаруживать глюкозу («сахар») в тканях мозга, для которого она жизненно важна. Теперь ученые выяснили, что некоторые клетки головного мозга способны реагировать на уровень сахара в общем кровотоке и, возможно, имеют свой механизм его регуляции

Обмен углеводов и, в частности, моносахарида глюкозы (основного энергетического субстрата клеток) поддерживается сложным взаимодействием эндокринной и нервной систем. Оно основывается на чувствительности к глюкозе бета-клеток поджелудочной железы, в результате чего она реагирует на опасный «высокий сахар» в крови выбросом гормона инсулина, который этот уровень понижает.

Учитывая, что нервная ткань так же, как и ткань поджелудочной, чувствительна к глюкозе, ученые из США решили проверить: нет ли у нее аналогичного механизма контроля за «сахаром»? Для этого они провели эксперименты на лабораторных мышах, у которых в крови принудительно повышали уровень глюкозы либо путем ее внутрибрюшинной инъекции, либо давая корм с высоким содержанием сахара.

При этом исследователи вели непрерывную регистрацию уровня глюкозы и активности подмножества нейронов VMNPACAP. Эти нервные клетки вентромедиального ядра гипоталамуса синтезируют пептид, активирующий фермент аденилатциклазу гипофиза, который участвует в регуляции важнейших биохимических процессов, включая синтез белка, катаболизм липидов и гликогена («животного крахмала») и т. п. Предыдущие эксперименты уже показали, что активация этих нейронов ассоциирована с повышением уровня глюкозы в крови. А хромосомные нарушения в нейронах этой области мозга были связаны с нарушением обмена углеводов.

В новых экспериментах выяснилось, что после повышения уровня глюкозы в крови активность нейронов VMNPACAP снижалась с небольшой (минута-полторы) задержкой. Исследователи предполагают, что непосредственно фиксируют изменения уровня «сахара» чувствительные нейроны, которые иннервируют кровеносные сосуды, а затем эта информация передается в нервные цепочки, в состав которых входят нейроны VMNPACAP.

Судя по всему, эти глюкорегуляторные нейроны гипоталамуса, как и бета-клетки поджелудочной железы, способны воспринимать и реагировать на изменения уровня глюкозы в крови. Управление осуществляется по принципу обратной связи: активация нейронов VMNPACAP повышает уровень, что, в свою очередь, ведет к подавлению активности самих нейронов. Функционально эта связь «обратна» по сравнению с работой бета-клеток поджелудочной железы, активность которых сопровождается падением уровня глюкозы.

И это важно с медицинской точки зрения, поскольку организм диабетиков часто активно поддерживает «высокий сахар» в крови – в таких случаях, похоже, именно мозг «считает», что все в порядке. И если у такого больного резко понизить уровень глюкозы, то мозг его снова поднимет. Возможно, в будущем ученым удастся научиться «объяснить» мозгу, что здесь он не прав. Впрочем, эта гипотеза еще нуждается в экспериментальных доказательствах, которые покажут прямую причинно-следственную связь между активностью нейронов VMNPACAP и уровнем глюкозы в крови.

Фото: https://www.flickr.com

: 14.07.2023