Почему нейроны после инсульта, сотрясения или нейродегенеративных заболеваний чаще разрушаются, чем восстанавливаются, может зависеть от неожиданного фактора — того, как они используют сахар.
Повреждение аксонов — длинных отростков нервных клеток, по которым передаются электрические сигналы, — играет ключевую роль в развитии неврологических нарушений. Потеря этих «проводов» мозга обычно считается необратимой. Но новые данные показывают: у нейронов есть собственный механизм, позволяющий временно сопротивляться разрушению.
Новый взгляд на нейродегенерацию
Исследователи из University of Michigan поставили под сомнение устоявшиеся представления о том, почему нейроны «сдаются» после повреждений. Их работа, опубликованная в журнале Molecular Metabolism, указывает на ранее недооценённую роль метаболизма в судьбе нервных клеток.
По словам авторов, этот подход может помочь объяснить редкие, но хорошо задокументированные случаи, когда мозг всё же частично восстанавливается после травмы.
Как обмен сахара определяет стойкость нейронов
Используя классическую модель на плодовых мушках, учёные показали: устойчивость нейронов к дегенерации напрямую связана с тем, как они перерабатывают глюкозу. Метаболизм здесь выступает не просто фоном, а активным регулятором — своего рода «рычагом», переключающим клетку между уязвимостью и защитой.
«Метаболизм почти всегда нарушен при травмах мозга и при таких заболеваниях, как болезнь Альцгеймера, но мы до сих пор не понимали — это причина или следствие», — объясняет старший автор исследования Моника Дус, доцент молекулярной, клеточной и эволюционной биологии.
Когда учёные искусственно снижали активность сахарного обмена, здоровые нейроны начинали терять целостность. Но если клетки уже были повреждены, то та же самая манипуляция запускала защитную программу: аксоны разрушались заметно медленнее.
Белки, которые решают судьбу аксона
В центре механизма оказались два ключевых белка.
Первый — DLK (dual leucine zipper kinase), своеобразный сенсор повреждений. Он активируется при нарушении метаболизма и запускает сигнальные каскады внутри нейрона.
Второй — SARM1, давно известный как один из главных «исполнителей» аксональной дегенерации. Новое исследование показало, что его активность тесно связана с реакцией DLK.
«Нас удивило, что защитный ответ зависит от внутреннего состояния клетки», — отмечает Дус. — «Метаболические сигналы определяют, будет ли нейрон “держать оборону” или начнёт разрушаться».
Когда защита превращается в угрозу
Однако у этого механизма есть обратная сторона. В краткосрочной перспективе активация DLK помогает нейронам удерживать структуру, ограничивая активность SARM1. Но если DLK остаётся активным слишком долго, его роль меняется.
Длительная активация приводит к ускоренной нейродегенерации, сводя на нет первоначальный защитный эффект. Именно эта двойственность делает DLK одновременно перспективной и крайне сложной мишенью для терапии.
Почему это важно для лечения заболеваний мозга
DLK уже давно рассматривается как потенциальная цель для лечения нейродегенеративных заболеваний. Но, как подчёркивают авторы, вмешательство должно быть крайне точным.
«Если мы хотим замедлить болезнь, нужно подавить вредную сторону DLK, но при этом не заблокировать ту часть, которая временно помогает нейрону выжить», — объясняет ведущий автор Ти Джей Уоллер.
Это исследование смещает фокус с простого «блокирования разрушения» на понимание того, какие внутренние механизмы сам мозг пытается использовать для защиты.
Вывод
Работа добавляет важный штрих к современной картине нейродегенерации, показывая, что судьба нейронов определяется не только повреждением как таковым, но и их метаболическим состоянием. Эти результаты хорошо вписываются в более широкий контекст исследований, направленных на понимание биологических корней нейродегенеративных заболеваний, о чём ранее подробно рассказывали в материале «Учёные на пути к разгадке биологических корней нейродегенеративных заболеваний». Вместе они указывают на то, что будущее терапии может лежать не только в подавлении разрушительных процессов, но и в тонкой настройке внутренних «переключателей выживания» нейронов.
Источник
- Thomas J. Waller, Catherine A. Collins, Monica Dus. Pyruvate kinase deficiency links metabolic perturbations to neurodegeneration and axonal protection. Molecular Metabolism, 2025; 98: 102187 DOI: 10.1016/j.molmet.2025.102187
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – xuslan@yandex.ru;
