Учёные обнаружили, что уровень глюкозы в мозге играет гораздо более сложную роль, чем считалось ранее.

Оказалось, что сахар служит не только источником энергии для нервной ткани, но и своеобразным биохимическим сигналом, который определяет судьбу клеток мозга во время развития.  Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Neuroscience.

Работа посвящена клеткам-предшественникам олигодендроцитов — особым клеткам, из которых затем формируются олигодендроциты, создающие миелин. Миелин представляет собой защитную оболочку нервных волокон, позволяющую электрическим сигналам быстро проходить по мозгу и нервной системе. Именно миелин необходим для нормального развития движений, речи, памяти и многих других функций.

Используя технологию MALDI-визуализации, исследователи создали карту распределения глюкозы в развивающемся мозге мышей. Оказалось, что в разных областях уровень сахара сильно отличается. Там, где глюкозы было много, клетки активно делились и оставались в «незрелом» состоянии. Но когда концентрация сахара снижалась, те же клетки начинали превращаться в зрелые олигодендроциты и запускали образование миелина.

Ключевую роль в этом процессе играет фермент ACLY. Он помогает превращать продукты распада глюкозы в ацетил-коэнзим A — молекулу, влияющую на активность генов. Именно через этот механизм клетки получают сигнал: продолжать деление или переходить к формированию миелина. Когда учёные искусственно отключали ACLY у лабораторных мышей, клетки теряли способность нормально размножаться, а образование миелина временно замедлялось.

Однако исследователей удивило другое: даже без ACLY клетки всё же могли созревать, переключаясь на альтернативные источники энергии — например, кетоновые тела. Более того, когда мышей переводили на кетогенную диету, нарушения миелинизации частично компенсировались. Это может оказаться особенно важным для понимания заболеваний, связанных с повреждением миелина, включая рассеянный склероз.

Авторы подчёркивают, что исследование касается очень важного периода развития мозга, примерно соответствующего 32–40-й неделе беременности у человека.

Именно в это время преждевременные роды особенно опасны из-за риска повреждения белого вещества мозга.

Учёные предполагают, что в будущем управление метаболизмом и энергетическим обеспечением клеток может стать новым способом защиты мозга у недоношенных детей и даже помочь в лечении неврологических заболеваний, связанных с разрушением миелина.