首頁資訊《自然》重磅：大腦能量機(jī)制新發(fā)現(xiàn)，有望促進(jìn)大腦健康與長(zhǎng)壽

《自然》重磅：大腦能量機(jī)制新發(fā)現(xiàn)，有望促進(jìn)大腦健康與長(zhǎng)壽

來源：泰然健康網(wǎng) 時(shí)間：2024年11月27日 23:20

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一項(xiàng)由倫敦大學(xué)學(xué)院科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的最新研究，發(fā)表在權(quán)威期刊《自然》上，揭示了大腦如何精準(zhǔn)調(diào)控能量需求，為維護(hù)大腦健康和延長(zhǎng)壽命提供了全新的科學(xué)視角。這項(xiàng)研究深入探索了大腦在進(jìn)行高強(qiáng)度活動(dòng)時(shí)，如何及時(shí)獲得額外能量供應(yīng)的機(jī)制，為治療與能量代謝失衡相關(guān)的腦部疾病，如神經(jīng)退行性疾病和癡呆癥，開辟了新的治療路徑。

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大腦作為人體最為復(fù)雜的器官之一，由數(shù)以十億計(jì)的神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)身體的各項(xiàng)功能，包括學(xué)習(xí)、記憶和運(yùn)動(dòng)控制。這些活動(dòng)極度依賴能量供應(yīng)，而當(dāng)大腦處于高負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，其能量需求會(huì)急劇增加。以往研究表明，星形膠質(zhì)細(xì)胞，一種特殊的非神經(jīng)元細(xì)胞，參與了向神經(jīng)元提供必要能量的過程。當(dāng)周圍神經(jīng)元需要更多能量時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)加速其內(nèi)部的葡萄糖代謝，產(chǎn)生并釋放乳酸，為神經(jīng)元提供能量補(bǔ)給。

在這項(xiàng)突破性研究中，研究團(tuán)隊(duì)在小鼠和細(xì)胞模型中發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞表面存在一組特定受體，能夠精確監(jiān)測(cè)臨近神經(jīng)元的能量消耗，并通過腺苷這一關(guān)鍵分子啟動(dòng)一個(gè)代謝信號(hào)通路。腺苷激活的這一通路與肌肉和肝臟中的能量?jī)?chǔ)存機(jī)制相似，能夠迅速響應(yīng)能量需求，確保在神經(jīng)元活動(dòng)旺盛或能量供應(yīng)緊張時(shí)，突觸功能仍能高效運(yùn)作。

研究中，當(dāng)科學(xué)家們?cè)谛∈笾嘘P(guān)閉了這些關(guān)鍵的星形膠質(zhì)細(xì)胞受體后，觀察到小鼠的大腦活動(dòng)效率降低，包括整體代謝、記憶能力和睡眠模式均受到顯著影響，這直接證明了這一能量供應(yīng)機(jī)制對(duì)大腦正常功能的重要性。首席作者Alexander Gourine教授指出，隨著年齡增長(zhǎng)，大腦能量平衡會(huì)逐漸受損，特別是在阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病中更為明顯。因此，他們的發(fā)現(xiàn)不僅揭示了一個(gè)潛在的藥物治療靶點(diǎn)，也為保持認(rèn)知健康和促進(jìn)大腦壽命提供了科學(xué)依據(jù)。

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這一科學(xué)發(fā)現(xiàn)不僅深化了我們對(duì)大腦如何管理能量的理解，更為未來針對(duì)大腦能量代謝失衡疾病的治療策略提供了新的靈感。隨著老齡化社會(huì)的到來，如何保護(hù)和提升大腦健康成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)，這項(xiàng)研究無疑為人類對(duì)抗認(rèn)知衰退和神經(jīng)退行性疾病帶來了新的希望。

參考

Theparambil, S.M., Kopach, O., Braga, A. et al. Adenosine signalling to astrocytes coordinates brain metabolism and function. Nature (2024). doi.org/10.1038/s41586-024-07611-w

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