Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Categories:

Как астроциты улучшают работу гиппокампа при ограничении калорий

Ученые из Института биоорганической химии РАН исследовали роль нейроглии в улучшении когнитивных способностей при диете с ограничением калорий у мышей.

Как астроциты улучшают работу гиппокампа при ограничении калорий

Выяснилось, что при таком рационе астроциты начинают лучше охватывать синапс, из-за чего уменьшается диффузия глутамата из синаптической щели. О механизмах этого явления исследователи рассказали в журнале Cell Death & Disease.



Продолжительность жизни и когнитивные способности зависят от множества факторов, среди которых важное место занимает диета, образ жизни и физическая активность. В 1935 году исследователи из Корнелльского университета обнаружили, что ограничение калорий в рационе крыс увеличивает их продолжительность жизни, и с тех пор широко исследуется положительное влияние такой диеты на здоровье стареющих животных и людей.

Известно, что низкокалорийное питание оказывает нейропротективное действие, замедляет возрастные изменения когнитивных функций и снижает частоту нейродегенеративных заболеваний. Ученые из Института биоорганической химии РАН из лабораторий Алексея Семьянова и Екатерины Люкмановой в сотрудничестве с Алексеем Верхратским из Манчестерского университета исследовали то, как ограничение потребления калорий в течение месяца влияет на астроциты у молодых трехмесячных мышей.

Астроциты обеспечивают гомеостаз мозга на всех уровнях организации. Длинные и разветвленные отростки астроцитов обволакивают синапсы, тем самым регулируя и его работу. Астроциты также принимают непосредственное участие в поддержании метаболизма нейронов и в регулировании баланса нейромедиаторов в синаптической щели.

Выяснилось, что у мышей, посаженных на диету, произошло изменение морфологии и функциональной активности астроцитов в гиппокампе. Причем количество крупных астроцитарных отростков осталось прежним, но увеличилась объемная доля дистальных астроцитарных листочков, находящихся вокруг синапса. Увеличение объема клетки означает увеличение поверхности мембраны и может приводить к снижению входного сопротивления, но у мышей, посаженных на диету сопротивление астроцитов не поменялось. По-видимому, это было скомпенсировано снижением экспрессии белков щелевых контактов (а именно коннексина 43), а значит, уменьшило связь астроцитов друг с другом.

Как астроциты улучшают работу гиппокампа при ограничении калорий
Флуоресцентные изображения астроцита, в который через патч-пипетку введен краситель, диффундирующий по астроцитарной сети. Связанные щелевыми контактами астроциты пронумерованы, Ctrl — контрольная группа, CR — диета с ограничением калорий.

Рост тонких астроцитарных отростков происходит для лучшего обратного захвата глутамата из щели, но как побочный эффект это также уменьшает диффузию (спилловер) ионов калия и глутамата из синаптической щели. В результате этого активируется меньше внесинаптических глутаматных рецепторов. Внесинаптические глутаматные рецепторы служат своеобразным предохранителем синапса от чрезмерной активации, при которой глутамат не успевает поглощаться астроцитами (подробнее — здесь). И действительно, у мышей с низкокалорийной диетой увеличилась долговременная потенциация — усилилась синаптическая передача между нейронами гиппокампа после электрической стимуляции коллатерали Шаффера (аксональных путей из зоны CA3 в гиппокампа в зону СА1).

Как астроциты улучшают работу гиппокампа при ограничении калорий
Схема, показывающая влияние снижения калорийности рациона на синаптические микроокружение и пластичность. Астроциты начинают лучше окружать синапс, препятствуя спилловеру («перетеканию») глутамата из синаптической щели и активации внесинаптических рецепторов. В результате улучшается передача нервного импульса в гиппокампе.

Известно, что при эпилепсии, а также на ранних стадиях болезни Альцгеймера наблюдается атрофия астроцитов (подробнее тут и тут). Если ограничение потребления калорий увеличивает рост астроцитарных отростков, то это может противодействовать патологическим изменениям.

Текст: Настя Горшкова





Ссылка на источник

Tags: диета, метаболизм, нейроновости, нейрофизиология, память, питание
Subscribe

Posts from This Journal “нейроновости” Tag

Buy for 20 tokens
Иппотерапия – это уникальный вид реабилитации без боли и лекарств, который способен творить чудеса. Именно это направление помощи Центр помощи «Вера» открыл в поддержку тяжелобольных детей и предоставляет возможность бесплатно пройти 3 курса занятий в год. Первые занятия…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments