Международная группа учёных из Weill Cornell Medicine сделала сенсационное открытие: нейроны человеческого мозга способны использовать жир в качестве источника энергии. Результаты исследования, опубликованные в журнале Nature Metabolism, ставят под сомнение прежнюю научную догму о том, что мозг питается исключительно глюкозой.


Как установили исследователи, синапсы — ключевые точки контакта между нервными клетками — способны расщеплять липиды, накопленные в виде жировых капель, и преобразовывать их в топливо для поддержания нейронной активности. По словам ведущего автора исследования, профессора биохимии Тимоти А. Райана, процесс сжигания жира запускается только при электрической активности нейронов. В состоянии покоя липидные запасы не используются. «Электрическая активность напрямую управляет этим процессом. Это открытие стало для нас настоящим потрясением», — признался учёный.

Исследование сосредоточилось на гене DDHD2, который отвечает за синтез фермента, расщепляющего триглицериды — жировые соединения, хранящиеся в мозговой ткани. При блокировке фермента у лабораторных мышей происходило аномальное накопление липидов в мозге, что указывает на их регулярное использование в нормальных условиях.

Было установлено, что при нарушении метаболизма жиров, животные впадают в состояние, схожее с оцепенением: резко снижается температура тела и замедляется сердечный ритм. Это стало доказательством того, что мозгу жизненно необходимо использовать жир как источник энергии.

Доктор Мукеш Кумар, один из авторов работы, отметил, что такая метаболическая стратегия имеет эволюционный смысл. Подобно тому как мышцы используют жир во время физической нагрузки, мозг может прибегать к жировому резерву в условиях интенсивной нейронной активности или дефицита глюкозы.

В ходе экспериментов учёные применили молекулу, блокирующую фермент CPT1, необходимый для транспортировки жирных кислот в митохондрии. Это немедленно привело к сбою в энергетическом обмене и к резкому ухудшению состояния животных.

«Эта реакция подтвердила, что жировые капли — не просто запасной ресурс, а ключевой элемент поддержания активности мозга», — подчеркнул Райан.

Открытие имеет серьёзное значение для понимания нейродегенеративных заболеваний. В частности, было выявлено, что мутации в DDHD2 связаны с наследственной спастической параплегией — нарушением, при котором прогрессирует мышечная слабость и ухудшаются когнитивные функции. Без способности расщеплять жир нейроны не могут обеспечить себя энергией в периоды нагрузки.

Кроме того, как подчеркнул Кумар, альтернативный путь получения энергии может играть решающую роль при возрастных изменениях или заболеваниях, при которых нарушается поступление глюкозы. Снижение уровня сахара в крови часто сопровождает старение и неврологические расстройства, и в таких случаях использование липидных запасов может стать критически важным.