A memória és az anyagcsere kapcsolata

Most közölt preklinikai kutatások szerint az emlékezet kódolását segítő ritmusos agyi szignálok befolyásolhatják a vércukorszinteket és szabályozhatják a hormonok kibocsájtásának idejét is.

A Nature c. folyóiratban augusztusban megjelent közleményükben Prof. Dr. Buzsáki György (NYU Grossman School of Medicine and NYU Langone Health in New York City) és munkatársai első alkalommal mutatták ki, hogy az agy hippocampusában lévő aktivizálódó sejtcsoportok közvetlenül befolyásolhatják az anyagcserét. Bizonyítékok támasztják alá, hogy hatékonysági okokból az agy úgy fejlődött ki, hogy azonos szignálok segítségével két teljesen eltérő funkciót tudjon befolyásolni, nevezetesen az emlékezést és a hormon-szabályozást. További vizsgálatokban az is kiderült, hogy az agyi szignálokat a vércukorérték csökkentése, illetve a memória javítása érdekében eszközösen vagy gyógyszeresen befolyásolni lehet.

Ezek a hippocampusban lévő szabályozó funkciójú neuron-populációk minden ciklusban 1 msec-nál kevesebb ideig sülnek ki. Ezt a kisülési képet „sharp wave ripple”-nek (SWR, magyarul talán „éleshullám-fodor”) nevezik az elektroencephalogrammon megjelenő görbék alakja alapján. A kutatók vizsgálatukban azt figyelték meg, hogy a patkányok hippocampusából kimutatható „sharp wave ripples” jelek egyértelműek és gyorsak, melyek megjelenését követően az állat vércukorszintje csökken.

A SWR és a vércukorszint közötti kapcsolat nem függött a cirkadián, ultradián, vagy az étkezés által kiváltott ingadozásoktól, utánozni lehetett az SWR megjelenése és a vércukorszint csökkenése között megfigyelt kapcsolatot a hippocampusban (de nem a parietális kéregben) optogenetikailag kiváltható fodrozódás képében, enyhíteni lehetett a hippocampus és a hypothalamus közötti fő összeköttetés, a laterális septum (LS) aktivitásának farmakogenetikai elnyomásával.

A megfigyelések arra utalnak, hogy a hippocampus „sharp wave ripples” fodrozódásai szabályozhatják a hormonok, köztük talán az inzulin, az egyéb hasnyálmirigy hormonok valamint az agyalapi mirigyből származó hormonok időbeli kibocsájtását. Mivel a „sharp wave ripples” leginkább az alvás nem gyors szemmozgású fázisában fordulnak elő, az alvászavaroknak a „sharp wave ripples”-re gyakorolt hatása miatt egyszerű mechanikus kapcsolat jöhet létre a rossz minőségű alvás és a 2-es típusú diabetesben látható magas vércukorszintek között. „Jónéhány kísérletben bebizonyosodott, hogy ha egy fiatal, egészséges embert 48 órán keresztül nem hagynak aludni, akkor a cukor-toleranciája egy cukorbetegéhez fog hasonlítani” – mondta el Buzsáki professzor a Medscape Medical News-nak egy interjúban.

A kutatók a jövőben igyekeznek elméletüket kiterjeszteni arra, hogy az éjszakai „sharp wave ripples” képes lehet számos hormont befolyásolni.

Forrás:  

Brooks M. Brain memory signals appear to regulate metabolism. Medscape Medical News. August 13, 2021.

Tinglay D, McClain K, Kaya E, et al. A metabolic function of the hippocampal sharp wave-ripple. Nature. Published online 11 August, 2021.