Ученые объяснили, почему мозгу надо много энергии

Ученые их Weill Cornell Medicine объяснили, почему мозг расходует энергию больше, чем любой другой орган, даже если не работает в полную силу.

Известно, что нервный импульс передается от нейрона к нейрону в области синапса при помощи синаптических пузырьков – крошечных капсул-везикул, в которые упакованы вещества-нейротрансмиттеры. Энергия в основном расходуется на образование и транспорт этих пузырьков из синаптических терминалов для передачи нервного импульса.

Оказывается, даже если передача импульса не происходит, а синаптические окончания нейронов забиты готовыми к пуску везикулами с нейротрансмиттерами, из мембран везикул постоянно идет отток протонов (H+). Из-за этого специальный протонный насос в мембране везикул должен качать обратно протоны извне, потребляя при этом энергию.

А вероятными источниками утечки протонов являются белки-транспортеры, доставляющие нейротрансмиттеры в везикулы: по сути доставка нейтротрансмиттеров сочетается с утечкой протонов.

И вся эта конструкция – результат эволюции, призванный обеспечить более быструю перезагрузку нейтротрансмиттеров в момент активности синапсов. То есть, постоянная утечка протонов и постоянный приток энергии позволяют нам думать и реагировать быстро, почти мгновенно.

Соответственно, нарушения процессов снабжения мозга энергией приводят к развитию распространенных болезней мозга, в том числе и болезни Альцгеймера и Паркинсона.