A tudósok feltárják, hogy az agysejtek hogyan reagálnak a táplálkozás hiányára, és hogyan gyógyulnak meg

Mindannyian tudjuk, hogy az étel elengedhetetlen az agy és a test egészséges fejlődéséhez, különösen az élet legkorábbi szakaszaiban. De hogy a táplálkozás pontosan hogyan befolyásolja az agy korai növekedését, az még nem teljesen ismert, különösen sejtszinten.

tudósok

Ennek a megértési hiánynak az egyik oka egyszerűen az állatok tanulmányozása nehézségük még születésük előtt. De egy olyan ebihalat érintő vizsgálatban, amelyek teljes egészében az anyaméhben fejlődnek ki, a Scripps Research tudósai új eredményeket tárhattak fel arról, hogy az agysejtek miként reagálnak a táplálkozás hiányára - és helyreállnak-e abból.

A ebihalokkal az agy fejlődésének olyan korai szakaszait tekinthetjük meg, amelyek jellemzően számunkra elérhetetlenek. Ez a vizsgálat először egy gerinces fajban mutatta meg nekünk azokat a sejtjelátviteli utakat, amelyek szerves részét képezik a tápanyag-reagáló sejtosztódásnak az idegi őssejtekben. Ezek a megállapítások új megközelítésekhez vezethetnek az agy sejtjeinek növekedésének megkezdéséhez és megállításához. "

Caroline McKeown, PhD, sejtbiológus, Hollis Cline, PhD idegtudományi laborjának vezető munkatársa és a tanulmány vezető szerzője

A Development folyóiratban megjelent kutatásnak számos lehetséges alkalmazási területe van - ideértve az embereken végzett javított prenatális ellátást is. McKeown szerint az eredmények szintén hozzájárulnak a laboratóriumi kutatásokhoz az idegi őssejtek szerepéről az agysérülésből való felépülésben.

Jellemzően a Xenopus ebihalban és a legtöbb állatban az "idegi progenitor" néven ismert őssejtek a fejlődés korai szakaszában virágoznak. Ezek a sejtek végül idegsejtekké érlelődnek, az agy sejtje vezérli a gondolatot és a cselekvést.

Egy korábbi tanulmányban McKeown és Cline azt találta, hogy amikor a ebihalat megfosztották az élelemtől, idegi őssejtjeik leálltak az osztódással és a test növekedésük csökkent, de az állatok életben maradtak, és viselkedésük normálisnak tűnt. Meglepő módon, ha az ebihalak körülbelül kilenc napon belül hozzáférhettek az élelemhez, akkor az agy idegi őssejtjei újra osztódni kezdtek, és a ebihalak felzárkóztak a növekedési állapotba, ahol akkor lettek volna, ha táplálék mindig rendelkezésre állna.

Mi vonzotta McKeown figyelmét, az élet-halál kérdései voltak: Mi váltotta ki az idegi őssejteket, hogy képesek legyenek újra megosztódni? És hogy működött? Az új tanulmányban ő és Cline azonosították a sejtmechanizmusokat, amelyek mögött ez a fejlődési válasz áll.

Kapcsolódó történetek

"Tudjuk, hogy ezek közül az alapvető sejtes események közül sok megőrződik az állatfajok között, így lehetséges, hogy az emlősfajok is képesek ilyenfajta ellenálló képességre a prenatális tápanyaghiányban" - mondja McKeown.

Miután a kutatók azt tapasztalták, hogy a korai agyi fejlődés visszaválhat étkezés nélküli időszakok után, meg akarták érteni, mi történik sejtszinten, hogy az idegi ősöknek megmondják, hogy hagyják abba az osztódást, és induljanak vissza. Egy jól ismert jelátviteli útra vezették, amely mTOR néven ismert (röviden az "emlős rapamicin célpontja"), amely a sejtanyagcsere, a növekedés, a proliferáció és a túlélés központi szabályozója.

Érdekes, hogy az ebeik táplálék nélkül történő ellátása nélkül az agyukat újra növekedési módba lehet indítani az idegsejtek felszínén elhelyezkedő inzulinreceptor aktiválásával - mondja Cline. Az inzulin olyan hormon, amely lehetővé teszi a sejtek számára, hogy energiából felhasználják az élelmiszerből származó cukrokat, és aktiválhatják az mTOR jelátvitelt. Ha képes lenne megkerülni az élelmiszer szükségletét sejtszinten, elősegítheti a rossz táplálkozás orvosi terápiáját.

Az idegi őssejtek időbeli gondos nyomon követésével McKeown felfedezte azt is, hogy készen állnak megosztásra, amint a tápanyagjelek eljutnak hozzájuk. Ez azt jelentette, hogy a sejtek megállították a progressziót, amikor éppen az osztódás küszöbén voltak. Ez jellemzően a stressz alatt álló sejtekben tapasztalható, és egyértelműen az éhezés egyfajta stressz.

"Az ebihalok környezeti bizonytalanságokra való reagálási képességének tanulmányozása segített megérteni az agy fejlődését szabályozó konzervált sejtes eseményeket" - mondja McKeown.

"Az a megfigyelés, hogy az élelmiszer befolyásolja az agysejt-osztódást, már ismert volt, de senki sem mélyebbre ásott, hogy az étel milyen hatással van" - teszi hozzá Cline, Hahn idegtudományi professzor és a La Jolla Idegtudományi Tanszékének elnöke. "Úgy képzeljük el, hogy ez az ismeret hasznos lesz annak megértésében, hogy mi romolhat el az anyai táplálkozás hiányában, és mennyire fontos gyorsan reagálni egy ilyen eseményre."