Запомните последовательность слов “осьминожий адреналин, кальций, крепатура, синуклеопатии”. Нейротрансмиттер октопамин, который у беспозвоночных участвует в регулировании поведения “бей или беги” (у нас это норэпинефрин/адреналин), играет важную роль в нашем мозге. История мрачная, но увлекательная. Давайте начнём с позитивного.
Астроциты – наиболее распространенные глиальные клетки во многих отделах центральной нервной системы, мы должны на них молиться и пить за здравие. Посудите сами:
- Они регулируют синаптическую передачу и обработку нейронов путем рециркуляции нейротрансмиттеров из синаптического пространства;
- Являются важными партнерами для синаптогенеза, функции синапса и синаптической пластичности;
- Играют ключевую роль в адаптивно-защитной реакции против окислительного стресса;
- И снабжают нейроны лактатом.
Почему они астроциты? Потому, что на морфологическом уровне астроциты имеют звездчатую форму. Астроциты – это главный поставщик глюкозы в мозг, которому нейроны с помощью октопамина сообщают “поднавалите-ка глюкозки”. Плюс, астроциты могут хранить её в виде гликогена – это основной энергетический резерв в мозге в периоды дефицита глюкозы. Во время повышенной активности гликоген расщепляется до лактата (процесс, называемый гликогенолиз) для подпитки метаболизма нейронов.
Лактат в народном понимании – это побочный продукт метаболизма, спонсор прелестей крепатуры от физических нагрузок. Это если не знать об астроцит-нейронном лактатном челноке/шаттле (ANLS). Как он работает (на рисунке сверху):
Активность нейронов увеличивает внеклеточный глутамат (1), который поглощается астроцитами через глутаматные транспортеры
что приводит к (2) запуску поглощения глюкозы и аэробного гликолиза в астроцитах,
что (3) приводит к значительному увеличению в производстве лактата с последующим его высвобождением во внеклеточное пространство
и (4) перенос в нейроны, где он используется в качестве энергетического субстрата для окислительного и неокислительного производства АТФ
У всей прелести астроцитов есть и темная сторона. Если они начнут сбоить, то это чревато астроцитозом. Представьте себе ударника труда, ремесленника и работника социальных служб, которые вместо конструктива на ваше благо взялись за коктейли Молотова (нейровоспаление). Это беда. И есть неврологические заболевания вызванные агрегацией α-синуклеина (α-syn), небольшого липид-связывающего белка, который играет центральную роль в болезни Паркинсона и деменции с тельцами Леви. Отличительной чертой этих синуклеинопатий является… астроцитоз.
Как это работает? Патологическое повышение октопамина, вызванное α-синуклеином, нарушает работу связки октопамин-кальциневрин (на рисунке снизу). Кроме регулирования импорта лактата в АТФ-дефицитные нейрон, на кальциневрин (CaN) завязаны медиаторы воспаления. Ах, да, кальциневрин ещё и в Альцгеймере играет свою роль. Где нейродегенеративные заболевания – там он. Вывод простой: астроциты доведенные разными сбоями до превращения в нейротоксичную реактивную форму – це халепа.
Хорошая новость, что, если верить авторам статьи, иммуносупрессант Такролимус (FK506) может ингибировать кальциневрин, уровень октопамина приходит в норму, импорт лактата начинает работать и появляется надежда на спасение от нейродегенерации будущее.
Octopamine metabolically reprograms astrocytes to confer neuroprotection against α-synuclein
