تحدد الدراسة الدور الرئيسي للجلوكوز في نشاط الدماغ

في الدراسة ، استخدم الباحثون الخلايا الجذعية المستحثة (iPSC) لتوليد الخلايا العصبية البشرية. ثم أضافوا الخلايا العصبية إلى شكل محدد من الجلوكوز. وبذلك ، وجدوا أن الخلايا العصبية كانت قادرة على تكسير الجلوكوز إلى مستقلبات أصغر.

بعد ذلك ، أزال الباحثون بروتينين رئيسيين لاستيراد واستقلاب الجلوكوز من الخلايا العصبية باستخدام تحرير الجينات CRISPR. إزالة أي من هذه البروتينات يضعف تكسير الجلوكوز في الخلايا العصبية البشرية.

وأشار الباحثون إلى أن هذا يعني أن الخلايا العصبية البشرية تقوم بالفعل باستقلاب الجلوكوز.

الفروق بين الجنسين

أراد الباحثون بعد ذلك معرفة ما إذا كانت النتائج تُرجمت إلى نماذج حيوانية. للقيام بذلك ، قاموا بتصميم الخلايا العصبية في الفئران بحيث تفتقر إلى نفس البروتينين الرئيسيين لاستيراد الجلوكوز والتمثيل الغذائي.

أظهرت الفئران التي تفتقر إلى أحد البروتينات ذاكرة طبيعية وتعلمت في عمر 3 أشهر ، ولكن في 7 أشهر أظهرت عجزًا حادًا في التعلم والذاكرة. بالنسبة للبروتينات الأخرى المختبرة ، في حين أن لدى كل من الفئران الإناث والذكور ذاكرة طبيعية عند عمر ثلاثة وسبعة أشهر ، فقد لاحظوا أن الإناث – وليس الذكور – طوروا التعلم وفقدان الذاكرة لمدة 12 شهرًا.

لاحظ الباحثون أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسات لفهم ما قد يفسر الاختلافات بين الجنسين.

أخيرًا ، درسوا كيف تتكيف الخلايا العصبية عندما لا يتوفر الجلوكوز كمصدر للطاقة. ووجدوا أن الخلايا العصبية تستخدم مصادر طاقة أخرى ، مثل جزيء السكر المرتبط بالجالاكتوز ، والذي كان أقل كفاءة من الجلوكوز كمصدر للطاقة للخلايا العصبية.

وخلص الباحثون إلى أن الخلايا العصبية تستقلب الجلوكوز من تلقاء نفسها وأنها تتطلب أيض الجلوكوز من أجل الوظيفة الطبيعية.

عندما سئل الدكتور جيمس ريني ، طبيب الأعصاب في Ochsner Health ، والذي لم يشارك أيضًا في الدراسة ، عن قيود الدراسة ، أخبر MNT أنه نظرًا لأن الدراسة أجريت على الفئران وفي بيئة معملية ، فلا يزال من غير الواضح ما إذا كانت النتائج تنطبق على البشر وظروف الحياة الواقعية أيضًا.

وأضاف أن الطريقة المستخدمة لقياس استقلاب الجلوكوز قد لا تلتقط الصورة الكاملة لكيفية استقلاب الخلايا العصبية للجلوكوز في الدماغ.

“(علاوة على ذلك) ، نظرت الدراسة فقط في جانب واحد من وظائف الدماغ – كيفية استقلاب الخلايا العصبية للجلوكوز – ولم تبحث في العوامل الأخرى التي قد تساهم في وظائف المخ ، مثل دور العناصر الغذائية الأخرى أو مسارات الإشارات العصبية” ، أوضح.

MNT تحدث أيضًا مع الدكتور فهميد حيدر ، أستاذ الهندسة الطبية الحيوية في كلية الطب بجامعة ييل ، والذي لم يشارك في الدراسة ، حول الآثار المترتبة على الدراسة. وأشار إلى أن الدراسة تضيف مجموعة راسخة من الأدلة التجريبية التي تشير إلى أن الخلايا العصبية تستقلب الجلوكوز عند الطلب.

وأضاف الدكتور ريني عندما سئل عن نتائج الدراسة:

قد يكون مسار استقلاب الجلوكوز المباشر هدفًا جديدًا للتدخلات العلاجية في أمراض الدماغ. على سبيل المثال ، إذا تمكن الباحثون من إيجاد طرق لتعزيز امتصاص الجلوكوز أو استخدامه بواسطة الخلايا العصبية ، فقد يكون من الممكن تحسين وظائف المخ لدى الأشخاص الذين يعانون من اضطرابات عصبية مثل مرض الزهايمر والبارد. “

وأوضح قائلاً: “كانت هناك تجارب متعددة بالفعل أشارت إلى ذلك ، وتشير بيانات CTAD 2022 إلى أن جانوفيا قد تكون وقائية للأعصاب في مرض الزهايمر”.

لاحظ الدكتور تشارلز مونيون ، مع ذلك ، أنه لا يوجد دليل على أن النتائج ستؤثر على العلاجات لمرض الزهايمر أو شلل الرعاش.

وقال: “في حين أنه من الصحيح أن التمثيل الغذائي للجلوكوز ينخفض ​​في هذه الظروف ، فإن هذا تأثير ثانوي بسبب تراكم الأميلويد / تاو أو ألفا سينوكلين”.

“باختصار ، من وجهة نظر العلوم الأساسية ، هذه دراسة جيدة التصميم أجابت على سؤال طويل الأمد. فيما يتعلق بكيفية تأثير ذلك على الأرجح على العلاج الطبي ، لا أرى تأثيرًا كبيرًا قادمًا على الإطلاق “.