Исследователи из США обнаружили, что на процесс упаковки нейротрансмиттеров уходит большое количество энергии, даже когда нейроны не посылают друг другу сигналы и мозг отдыхает, сообщает пресс-служба Weill Cornell Medicine. Выводы ученых представлены в журнале Science Advances.
Нейроны используют синаптические пузырьки, или синоптические везикулы, в качестве контейнеров для своих молекул нейротрансмиттеров, которые они запускают из коммуникационных портов – синаптических терминалов – для передачи сигналов другим нейронам. Упаковка нейротрансмиттеров в пузырьки – это процесс, который потребляет химическую энергию, и, как оказлось, на него уходит значительная часть «топлива», даже когда пузырьки заполнены, а синаптические терминалы неактивны.
По сути, утечка энергии – «отток протонов» – происходит из мембраны везикулы. Так что специальный фермент «протонного насоса» в везикуле должен продолжать работать и потреблять энергию, даже когда везикула уже заполнена молекулами нейромедиатора. Как показали эксперименты, «крадут» протоны белки-переносчики, которые обычно доставляют нейротрансмиттеры в везикулы. Они изменяют форму, чтобы перенести нейротрансмиттер, что позволяет протонам «утекать».
Авторы работы предполагают, что в результате эволюции энергетический порог для этого изменения формы переносчика был установлен низким. Видимо, это сделано для того, чтобы перезагрузка нейротрансмиттера во время синаптической активности происходила активнее, и, следовательно, чтобы наше мышление работало быстрее.
Результаты этого исследования помогают лучше понять, почему человеческий мозг становится таким уязвимым и почему могут развиться неврологические заболевания, когда снижается или прекращается подача топлива (глюкозы), когда нарушается метаболизм.
[Иллюстрация: jolygon / ru.123rf.com]
