Idegsejt-anyagcsere és neurodegeneráció

A Nature Metabolism folyóiratban július 1-én jelent meg a Weill Cornell Medicine kutatóinak tanulmánya, amelyben az agy anyagcseréjével kapcsolatban tettek olyan felfedezéseket, amelyek a jövőben a neurodegeneratív betegségek kezelésében jelenthetnek segítséget. A glükóz, vagyis a cukor az agy jól ismert “üzemanyaga”, ám a kutatók most bebizonyították, hogy a szinapszisokban zajló elektromos aktivitáshoz a szervezet lipideket is használ energiaforrásként.

“Mostani tanulmányunk megkérdőjelezi azt a régóta fennálló dogmát, miszerint az agy nem éget zsírt” - nyilatkozta a kutatás vezetője, Dr. Timothy A. Ryan. A cikk első szerzője, Dr. Mukesh Kumar az apró lipidcseppek biológiáját kezdte el tanulmányozni, mivel szerinte logikus lenne, hogy a zsír az agyban is energiaforrásként szolgáljon, ahogyan más anyagcserét igénylő szövetekben, például az izmokban.

A mostani munka során a kutatócsoportot különösen érdekelte a DDHD2 gén, amely egy lipázt, vagyis a zsír lebontását segítő enzimet kódol. A DDHD2 mutációi összefüggenek az örökletes spasztikus paraplégia egyik típusával, egy olyan neurológiai eredetű betegséggel, amely a kognitív deficit mellett a lábak progresszív merevségét és gyengeségét okozza. Más kutatók korábbi kutatásai már kimutatták, hogy ennek az enzimnek a blokkolása egerekben trigliceridek – vagyis energiát tároló zsírcseppek – felhalmozódását okozza az agyban. „Számomra ez egyfajta bizonyíték volt arra, hogy talán azért állítottuk, hogy az agy nem éget zsírt, mert soha nem láttuk ezeket a lipidraktárakat” – fejtette ki Dr. Ryan.

A jelenlegi tanulmány azt vizsgálta, hogy a DDHD2 hiányában felhalmozódó lipidcseppeket az agy felhasználja-e üzemanyagként. Sikerült megállapítani, hogy amikor egy szinapszis trigliceridekkel teli lipidcseppet tartalmaz DDHD2-hiányos egerekben, az idegsejtek lebontják ezt a zsírt zsírsavakra, és továbbítják a mitokondriumokba, hogy azok adenozin-trifoszfátot (ATP), vagyis energiát termeljenek.

“A lipidfelhasználás folyamatát az idegsejtek elektromos aktivitása szabályozza, és ez a felfedezés meg is döbbentett minket” – összegzett Dr. Ryan. “Ha ugyanis az idegsejt aktív, akkor ez a fogyasztás megindul. Ha viszont a neuron pihen, akkor ez a folyamat nem zajlik le.”

Egy másik vizsgálatban a kutatók egy kis molekulát injekcióztak egerekbe, hogy blokkolják a karnitin-palmitoiltranszferáz 1 (CPT1) enzimet, amely az energiatermelés folyamata során segít a zsírsavak mitokondriumokba történő szállításában. A CPT1 blokkolásának hatására az agy lipidfelhasználó képessége megszűnt, ami azonnal torport, egy hibernációhoz hasonló állapotot okozott az állati modellszervezetekben: a test hőmérséklete gyorsan csökkent és a szívverés lelassult.

“Ez a reakció meggyőzött bennünket arról, hogy az agynak folyamatosan szüksége van ezekre a lipidcseppekre” - jelentette ki Dr. Ryan. “Kutatásunk ösztönözheti a neurodegeneratív állapotok és a lipidek agyban betöltött szerepének további vizsgálatát. Az öregedés során vagy neurológiai betegségek folyamán glükózszint-ingadozások vagy tartósan alacsony glükózszint léphet fel, ám a lipidcseppekből lebontott zsírsavak segíthetnek fenntartani az agy működéséhez szükséges energiát. Egyelőre nem tudjuk, hogy eredményeink hova vezetnek majd a neurodegeneratív betegségek kutatása terén, de egyes bizonyítékok arra utalnak, hogy Parkinson-kórban előfordul a lipidcseppek felhalmozódása az idegsejtekben. Pontosabban fel kell tárnunk a glükóz és a lipidek közötti kölcsönhatást az agyban, de ha többet tudunk meg ezekről a molekuláris részletekről, reméljük, hogy végre megérthetjük a neurodegeneráció kiváltó okait - ez pedig lehetőséget adna arra, hogy újszerű protektív eljárásokat dolgozhassunk ki.”

Írásunk az alábbi közlemények alapján készült:

Markers in blood and urine may reveal how much ultra-processed food we are eating

Triglycerides are an important fuel reserve for synapse function in the brain

Irodalmi hivatkozás:

Mukesh Kumar et al, Triglycerides are an important fuel reserve for synapse function in the brain, Nature Metabolism (2025). DOI: 10.1038/s42255-025-01321-x