• Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
675
Мозг марафонцев «сжигает» миелин
Нейронауки
Малагский марафон (Испания). 2018 г. Photo by Quino Al on Unsplash

Мозг марафонцев «сжигает» миелин

В экстремальных ситуациях, от стресса до голодания, организм мобилизует все свои резервы, включая энергетические. Для головного мозга основным топливом служит поступающая с кровью глюкоза, но недавно ученые обнаружили, что в тяжелых метаболических условиях источником энергии становятся липиды, содержащиеся в миелиновой оболочке нервных волокон

При стрессе, болезни и в других критических ситуациях наш организм способен мобилизовать свои внутренние резервы. По сути, эти резервы представляют собой комплекс адаптивных реакций, физиологических и биохимических, которые нуждаются в соответствующем энергетическом обеспечении.

Ученые из Испании предположили, что в обеспечении энергией головного мозга человека могут участвовать липиды, входящие в состав миелина, защищающего нервные волокна. Миелин на 70–80% состоит из липидов, а его многослойную структуру уплотняют и стабилизируют белки.

Ультраструктура миелина в виде полос в ультратонком поперечном срезе проводящей ткани мозга мыши. © CC BY-NC-ND 2.0/ ZEISS Microscopy

Нервные импульсы распространяются по аксонам – длинным отросткам нервных клеток. Подобно электрическим проводам, аксоны покрыты «изоляцией» – миелиновой оболочкой, которая обеспечивает высокую скорость прохождения импульсов, а также защищает и питает нервные волокна. Миелин, достигающий 40% от массы всей нервной ткани центральной нервной системы, представляет собой не вещество, а структуру из множества «обмотанных» вокруг аксона слоев клеточной мембраны «служебных» клеток мозга (в головном мозге – олигодендроцитов)

Эта гипотеза основывалась на результатах экспериментов, согласно которым в тяжелых метаболических условиях липиды миелина могут использоваться в качестве энергетического резерва у грызунов. Для проверки ее приложимости к человеку ученые провели исследование на людях, занимающихся экстремальным видом спорта – бегунах-марафонцах.

Известно, что организм бегунов на длинные дистанции сначала сжигает углеводы, запасенные в виде гликогена («животного сахара») в мышцах, печени и других органах, включая головной мозг. Когда запасы гликогена истощаются, начинают «гореть» жиры.

Участниками эксперимента стали 8 мужчин и 2 женщины. Для оценки уровня миелинизации мозга использовали одну из технологий магнитно-резонансной томографии (МРТ), с помощью которой оценивали количество воды, заключенной между липидными бислоями миелиновой оболочки. Мозг бегунов исследовали с помощью МРТ перед началом марафона на 42 км, а также спустя сутки-двое после него. Двум бегунам сделали МРТ через 2 недели, а шестерым – через два месяца после забега.

Выяснилось, что после забега уровень миелина снизился в областях белого вещества (проводящих путей) мозга, связанных с двигательными функциями и координацией движений, а также с сенсорной и эмоциональной интеграцией. В отдельных областях демиелинизация достигала 26–28%. Спустя 2 недели после забега уровень миелина частично восстановился и через два месяца вернулся к нормальному уровню.

Конечно, полученные результаты нужно проверить на большей выборке, а также установить механизм наблюдаемого эффекта. Но уже сейчас ученые смогли сделать ряд интересных предположений и выводов.

Обратимое снижение миелинизации при длительных физических нагрузках они определили как метаболическую пластичность миелина, связанную с его ролью как источника энергии при нехватке обычного субстрата – глюкозы. Вероятно, при недостатке глюкозы олигодендроциты выживают за счет локальной утилизации липидов миелина.

Возможно и то, что при более экстремальных нагрузках или болезненных состояниях (например, голодании) миелин может расходоваться на поддержание энергетического баланса всего организма. Исследования на людях и животных показывают, что недоедание негативно влияет на миелинизацию, а когнитивные нарушения при нервной анорексии также сопровождаются изменением уровня миелина.

В этом смысле стоит оценить влияние временной демиелинизации на нейрофизиологические и когнитивные функции марафонцев, ведь повреждение миелиновой оболочки может спровоцировать серьезную неврологическую патологию.

Как известно, умеренная физическая активность помогает поддерживать здоровье мозга. Что же касается людей с генетической предрасположенностью к демиелинизирующим заболеваниям, то им следует проявлять особую осторожность при занятиях спортом. Установлено, к примеру, что интенсивная физическая активность является фактором риска развития бокового амиотрофического склероза (БАС). Поэтому людям с генетическим риском подобных заболеваний лучше поберечь свой миелин и не бегать марафоны.

Публикации по теме:

Марафон? Легко!

Проблемы и секреты марафонца

МИЕЛИНовая защита нейрона: все начинается до рождения

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!