Липидный обмен важен для правильного развития и функционирования мозга. Липиды реализуют огромное количество физиологических функций в мозге, начиная со структурного развития, импульсной проводимости, изоляции, нейрогенеза, синаптогенеза, образования миелиновой оболочки и, наконец, выступая в качестве сигнальных молекул. Интересно, что липидный бислой также поддерживает структурную целостность физиологических функций белка. Таким образом, липиды и их метаболизм можно отнести к основополагающим факторам здоровья мозга и его деятельности.
Миелин представляет собой узкоспециализированную мембранную структуру, оборачивающуюся вокруг аксонов. Они необходимы для защиты аксонов, изоляции и поддержания солевой проводимости потенциала действия. Миелиновая мембрана богата липидами, однако ее липидный состав значительно отличается от других биологических мембран. Поскольку миелинизация требует чрезвычайно высокого уровня синтеза липидов, целостность миелина подвержена многочисленным нарушениям метаболизма липидов. Исследования на трансгенных мышах, нацеленных на ключевые молекулы различных путей биосинтеза липидов, выяснили метаболизм липидов и функции миелина. Кроме того, миелинизированные глиальные клетки обладают способностью поглощать внеклеточные липиды, что также способствует миелинизации. Следовательно, понимание метаболизма и функций миелиновых липидов поможет нам понять роль липидов в заболеваниях, связанных с повреждением миелина, и откроет новые стратегии лечения демиелинизирующих заболеваний.
В нервной системе позвоночных миелинизация аксонов, необходимая для быстрого распространения импульсов требует синтеза большого количества липидов и белков олигодендроцитами и клетками Шванна. Считается, что миелиновые мембраны автономно собираются клетками, связанными с аксонами глиальных клеток. При нормальном развитии мозга астроциты вносят значительную долю липидов, включенных в миелин центральной нервной системы (ЦНС). Олигодендроцит-специфическая инактивация белка, активирующего расщепление белка, связывающего регуляторный элемент стерола (SREBP) (SCAP) является существенным коактиватором фактора транскрипции SREBP и, следовательно, биосинтеза липидов и приводит к значительному замедлению миелинизации ЦНС. Важно отметить, что делеция эмбриона того же гена в астроцитах или в астроцитах и олигодендроцитах вызывает персистирующую гипомиелинизацию, как и делеция из астроцитов во время постнатального развития. Более того, когда астроглиальный синтез липидов ингибирован, олигодендроциты начинают включать циркулирующие липиды в миелиновые мембраны. Синтез липидов олигодендроцитами в значительной степени дополняется астроцитами in vivo, причем, горизонтальный поток липидов является основной характеристикой нормального развития мозга и миелинизации.
Можно сказать, что липиды функционируют в биогенезе миелина, аксон-глиальной коммуникации и в процессах долгосрочного поддержания миелина. Олигодендроциты (OLs) поддерживают нейроны и передачу сигнала в центральной нервной системе (ЦНС) путем обертывания аксонов миелином - мембранной структурой, богатой липидами. Представляет интерес значение синтеза жирных кислот (FA) в OL путем истощения FA синтазы (FASN) из клеток-предшественников OL (OPCs) ( FASN необходим для точной миелинизации, включая рост миелина). Увеличение потребления липидов с пищей может частично компенсировать дефицит FASN. Кроме того, FASN способствует правильному составу миелиновых липидов и стабильности миелинизированных аксонов. Уменьшение количества олигодендроцитов коррелирует с уменьшением количества миелинизации, а также с увеличением длины между узлами, параметром, который ранее считался установленным диаметром аксона или свойственным олигодендроцитам.
Добавить комментарий