Ново проучване от Института за изследване на стареенето „Бък“ разкрива ключова връзка между метаболизма на захарта в мозъка и защитата срещу невродегенеративни заболявания като болестта на Алцхаймер. Изследването, публикувано в Nature Metabolism, подчертава ролята на гликогена – съхранена форма на глюкоза – в защитата на мозъчните клетки от натрупване на токсични протеини.

Гликогенът – от енергиен резерв до фактор в мозъчната защита

Гликогенът традиционно се разглежда като енергиен резерв в черния дроб и мускулите. В мозъка обаче, особено в поддържащите клетки (астроцити), неговата роля досега се е считала за минимална. Настоящото проучване обаче поставя невроналния гликоген в центъра на битката с невродегенерацията.

„Натрупаният гликоген не е просто инертен – той участва активно в патологията“, казва проф. Панкадж Капахи, старши автор на изследването.

Гликоген и тау протеин: ключова връзка в невродегенерацията

Изследователският екип, ръководен от д-р Судипта Бар, установява, че при модели на тауопатия (включително Алцхаймер), невроните натрупват прекомерно количество гликоген. Освен това, тау протеинът – характерен за тези заболявания – се свързва с гликогена и пречи на разграждането му.

Когато разграждането е блокирано, невроните губят способност да се защитават от оксидативен стрес – основен фактор в стареенето и клетъчната дегенерация.

Ензимът GlyP възстановява баланса и защитава мозъчните клетки

Изследователите активират ензима гликоген фосфорилаза (GlyP), който стартира разграждането на гликогена. Това води до:

  • Намаляване на тау-свързаните увреждания

  • Защита от оксидативен стрес

  • Подобрена невронална функция

  • Удължен живот при моделни организми (мушици)

Захарният път към защита: пентозофосфатният път (PPP)

Вместо да използват гликогена за производство на енергия, активираните неврони пренасочват глюкозата към пентозофосфатния път (PPP) – жизненоважен механизъм за:

  • Производство на NADPH

  • Генериране на глутатион – мощен антиоксидант

  • Защита от реактивни кислородни видове (ROS)

Диетично ограничение и фармакологична имитация

Още по-обещаващи са резултатите, показващи, че диетичното ограничение (DR) – известно средство за удължаване на живота – естествено повишава активността на GlyP. Изследователите успешно имитират ефектите му с молекулата 8-Br-cAMP, отваряйки врата към нови лекарствени терапии срещу деменция.

„Работата ни показва как диетични интервенции и медикаменти могат да активират вътрешните защитни механизми на мозъка“, подчертава Бар.

Потенциал за нови терапии срещу Алцхаймер и FTD

Натрупване на гликоген и защитни ефекти на GlyP са потвърдени и в човешки неврони, извлечени от пациенти с фронтотемпорална деменция (FTD). Това засилва потенциала на откритието за транслационни терапии при хора.

Модел с плодови мушици: от лабораторията до клиниката

Използването на мушици като моделна система позволява бързо и целенасочено преминаване към изследване на човешки клетки. Проучването обединява експертиза от няколко лаборатории, включително протеомика и работа с индуцирани плурипотентни стволови клетки (iPSCs).

Скритият захарен код на мозъка – нова посока в борбата с деменцията

Проф. Капахи заключава, че разкриването на нови механизми в захарния метаболизъм на мозъка може да отвори път към иновативни терапии за забавяне или предотвратяване на невродегенеративни заболявания.

„По-доброто разбиране – и евентуално пренастройване – на скрития захарен код в мозъка може да се окаже ключов инструмент в борбата с деменцията“, завършва той.

DOI: 10.1038/s42255-025-01314-w

Източник: Medical Xpress