Ученые из Университета Тохоку обнаружили важнейшую роль лактата в процессе превращения стволовых клеток нейронов в специализированные нейроны, - процесс, получивший название "дифференцировка нейронов". Они также обнаружили способ, с помощью которого лактат посылает сигналы клеткам, помогая изменять и усиливать функции нейронов.
Лактат является побочным продуктом физических упражнений и обмена веществ. Глюкоза превращается в лактат при ограниченном поступлении кислорода в клетки, обеспечивая мозг источником энергии. Уровень лактата в мозге плода повышается со среднего срока беременности, что указывает на его важную роль в развитии мозга и дифференцировке нейронов.
Недавние исследования и отчеты показали, что лактат является жизненно важным компонентом нашей нервной системы. Они показали, что лактат функционирует как важная клеточная сигнальная молекула в нервной системе и что метаболизм лактата вовлечен в функции нейронов, включая нейропластичность и консолидацию памяти. Однако до сих пор роль лактатной сигнализации в клетках нейронов оставалась неизвестной.
"Учитывая растущее количество данных о том, что лактат выполняет сигнально-регулирующие функции в различных типах клеток в физиологических и патологических условиях, мы предположили, что лактат влияет на функции нейронов через изменение комплексной экспрессии генов", - говорит профессор Риоичи Нагатоми из Высшей школы биомедицинской инженерии Университета Тохоку, руководитель исследовательской группы вместе с аспирантом Йиданом Сю и доцентом Джоджи Кусуямой из Токийского медицинского и стоматологического университета.
Исследователи проверили свою гипотезу, изучив генную регуляцию клеток, обработанных лактатом, когда из клеток нейробластомы SH-SY5Y был удален NDRG3 - белок, который, как было установлено ранее, опосредует генную регуляцию при наличии лактата. Было установлено, что лактат способствует дифференцировке нейронов, как зависящей от NDRG3, так и не зависящей от него. Кроме того, было установлено, что два специфических транскрипционных фактора, TEAD1 и ELF4, контролируются как лактатом, так и NDRG3 в процессе дифференцировки нейронов.
Нагатоми и его сотрудники считают, что полученные ими результаты не только углубляют базовые знания о лактате, но и могут послужить основой для использования сигналов лактата в целях стимулирования физических упражнений или разработки лекарственных препаратов для профилактики или контроля когнитивных заболеваний. "Наши результаты позволяют по-новому взглянуть на механизмы, с помощью которых высокий уровень лактата в сыворотке крови, вызванный физическими упражнениями, может благотворно влиять на нервную систему. Кроме того, поскольку изменения уровня лактата, вызванные физическими нагрузками, могут быть измерены, адаптационные изменения в работе мозга, такие как когнитивные способности и память, могут быть лучше поняты при учете изменений уровня лактата".
Tohoku University, Пер.: PSYCHOL-OK.RU
