Мозг ест сам себя на бегу

Когда мозгу требуется много энергии, он может взять её из миелиновой оболочки собственных нейронов.



Длинные отростки нейронов – аксоны – одеты в миелиновую оболочку: она одновременно ускоряет электрохимические импульсы, бегущие по аксонам, и изолирует их друг от друга, не допуская «короткого замыкания» между нейронными «проводами».

При этом миелин на 70–80% состоит из липидов, а липиды – хорошее питательное вещество, из них можно извлечь много энергии. Миелина в мозге много, на него приходится до 40% массы всей центральной нервной системы. Может ли мозг в определённых условиях кормиться собственным миелином? Мы знаем, что мозг предпочитает брать энергию из глюкозы, но это не значит, что он не может пользоваться другими источниками. Известно, например, что в случае нужды клетки мозга начинают переваривать так называемые кетоновые тела, а они образуются из продуктов расщепления жирных кислот.

В недавней статье в Nature Metabolism описаны результаты сканирования мозга у десяти марафонцев, восьми мужчин и двух женщин от 45 до 73 лет. С ними использовали разновидность магнитно-резонансной томографии, которая фиксирует долю воды, ассоциированной с миелином, и тем самым помогает оценить долю самого миелина. Мозг у участников исследования сканировали за двое суток до марафона и потом несколько раз после. Оказалось, что доля миелина после марафонского бега уменьшается в двенадцати зонах, связанных с координацией движений, органами чувств и эмоциями. Как можно понять, и координация движений, и обработка сенсорной информации во время занятий спортом весьма важны, да и эмоциональные центры тут тоже не спят, особенно если речь идёт о коллективных соревнованиях.

Миелин уменьшался не очень сильно, что опять же понятно, учитывая его роль в работе нервной системы. Участники эксперимента были опытными марафонцами, и можно предположить, что у неопытных, менее тренированных бегунов расход миелина будет больше. И наоборот – у сверхтренированных спортсменов миелиновое уменьшение будет едва заметно, если вообще будет. Но всё это нужно ещё проверять. На самом деле, в своей статье исследователи говорят только о том, что после физической нагрузки у людей уровень миелина в мозге падает. Однако тут есть данные более ранних экспериментов с животными, у которых миелина в мозге тоже становилось меньше на фоне недостатка глюкозы, и у которых миелиновые липиды шли именно в энергетические реакции. Скорее всего, и в человеческом мозге миелин идёт на энергетические нужды. Можно сказать, что наш мозг в определённые минуты ест сам себя. Съеденное, впрочем, быстро восполняется: у тех же марафонцев уровень миелина в течение двух месяцев возвращался к первоначальному уровню. (Тут можно вспомнить кротов и многозубок, которые зимуют за счёт мозга, но у них всё более серьёзно – в энергетическую топку отправляются сами нервные клетки, причём в больших количествах.)

Есть целый ряд заболеваний, бьющих по миелиновой оболочке нейронов, среди которых самое известное – рассеянный склероз. Может быть, изучение того, как и почему миелина становится то больше, то меньше в здоровом мозге, поможет понять, как и почему миелина становится меньше при различных неврологических патологиях.
Читать далее →