Naučnici otkrili zašto mozak troši mnogo energije čak i kod pacijenata u komi

Ljudski mozak troši do 10 puta više energije od ostatka tela, a to je u proseku 20 odsto energetskog unosa kada se odmaramo.

Čak i kod pacijenata koji su u komi, za koje se kaže da proživljavaju moždanu smrt, mozak i dalje troši veliku količinu energije što je samo dva do tri puta manje nego inače.

Jedna od velikih misterija neurologije je i zašto neaktivan organ i dalje zahteva toliko snage.

Nova studija konačno je dala odgovor na to pitanje.

Proces slanja informacija

Kada moždana stanica prosleđuje signal drugom neuronu, čini to putem sinapse, odnosno dodirne tačke između aksona jedne stanice i dendrita ili aksona druge.

Prvo predsinaptički neuron šalje mnoštvo vezikula na kraj svog anksona, najbliže sinapsi. Vezikule zatim usisavaju neurotransmitere iz neurona, ponašajući se kao košuljice u kojima se prenosi važna poruka.

Te „košuljice“ zatim putuju do same ivice neurona, gde se spajaju sa membranom oslobađajući pritom neurotransmitere (poruku) u sinapsu.

Već od pre znamo da ovaj proces zahteva znatnu količinu energije.

Zašto mozak u mirovanju troši puno energije?

Šta se događa sa ovim sistemom kada nervna aktivnost utihne i zašto onda mozak i dalje nastavlja da troši veliku količinu energije?

Kako bi to shvatili, naučnici su sproveli nekoliko eksperimenata na nervnim završecima i upoređivali su metaboličko stanje aktivne i neaktivne sinapse.

Čak i kada nervni završeci nisu slali poruke, sinaptičke vezikule su i dalje imale visoke zahteve za metaboličkom energijom.

Naime, izgleda da „pumpa“ koja stoji iza potiskivanja protona iz vezikula i usisavanja neurotransmitera nikada ne miruje, te da je za njen rad potreban stalan dotok energije.

Ta „pumpa“ je, tokom sprovođenja eksperimenata, bila kriva za polovinu metaboličke potrošnje sinapse u stanju mirovanja, piše Science Alert.

Pumpa koja propušta

Naučnici su objasnili da je razlog tome to što ta pumpa ume da propušta pa sinaptičke vezikule neprestano izbacuju preko njih protone, čak i ako su već pune neurotransmitera i ako neuron nije aktivan.

Neki neuroni u mozgu su verovatno podložniji gubitku energije, te bi bilo dobro ustanoviti razlog za to kako bismo mogli što duže da ih očuvamo, čak i ako su lišeni kiseonika ili šećera.

„Pomoću ovakvih otkrića možemo bolje razumeti zašto je ljudski mozak toliko ranjiv u situacijama prekida ili slabe distribucije energijom“, rekao je biohemičar Timoti Rajan s fakulteta Vejl Kornel Medisin u Njujorku.

„Kada bismo imali siguran način da smanjimo ovaj odliv energije i tako usporimo metabolizam mozga, to bi moglo biti vrlo korisno u kliničkom smislu“, dodao je.

Istraživanje naziva „Synaptic vesicle pools are a major hidden resting metabolic burden of nerve terminals“ objavljeno je u časopisu Science Advances.

Ljudski mozak troši do 10 puta više energije od ostatka tela, a to je u proseku 20 odsto energetskog unosa kada se odmaramo.