|
Митохондрии влияют на ваше настроение
|
|
|
|
Имея репутацию «энергетических станций клетки», митохондрии заслужили свое прозвище «энергетические станции клетки». Они используют продукты расщепления глюкозы, а также жирные кислоты в некоторых типах клеток, для производства АТФ (аденозинтрифосфата), молекулы, которая питает почти все функции клеток. Однако в школьной биологии никто не знал, что митохондрии способны на гораздо большее.
|
|
|
|
Помимо обеспечения клеток энергией, митохондрии в головном мозге связаны с различными функциями, влияющими на когнитивные способности и поведение. Недавно международная группа исследователей, проанализировавшая множество предыдущих исследований, обнаружила связь между этими органеллами и обучением, памятью, системой вознаграждения, мотивацией и тревожностью. Обобщив более 250 исследований, группа утверждает, что митохондрии в головном мозге выполняют двойную функцию, помимо подзарядки клеток. То, что исследователи называют базовой митохондриальной поддержкой, обеспечивает функционирование нейронов и нейронных цепей и их готовность к реагированию. Поддержка, вызванная активностью, — это версия, предоставляемая по требованию: когда цепь активируется, расположенные рядом митохондрии локально увеличивают свою активность, обеспечивая нейроны как энергией, так и сигнальными молекулами, необходимыми для продолжения передачи сигналов.
|
|
|
|
«Разграничение этих двух режимов помогает объяснить, как поведенческие модуляторы, включая гормоны стресса, иммунную активность и метаболические сигналы, могут формировать поведение, изменяя либо базовый митохондриальный контроль готовности цепи, либо митохондриальную поддержку, вызванную активностью во время активации цепи», — написали исследователи в обзоре, недавно опубликованном в журнале Nature Reviews Neuroscience.
|
|
|
|
|
|
|
Раньше митохондрии были смутно связаны с поведением и познанием, но все больше данных свидетельствует о том, что именно они являются движущей силой большей части мозговой активности, влияющей на наше обучение, память, вознаграждение, подкрепление, мотивацию, а также наличие или отсутствие тревоги в различных ситуациях. И обучение, и память требуют значительных метаболических затрат. Они зависят от синапсов — соединений, где один нейрон передает химический сигнал через зазор шириной 20 нанометров к следующему, — и от способности целых нейронных цепей мгновенно адаптироваться. Митохондрии, расположенные вблизи синапсов, облегчают адаптацию, обеспечивая метаболическую поддержку по мере необходимости. Митохондрии по обе стороны синапса — в передающем терминале и принимающей ветви — по-видимому, координируют свою активность и могут перестраиваться в течение нескольких минут.
|
|
|
|
Некоторые аспекты процесса обучения, которые выигрывают от участия митохондрий, — это вознаграждение и подкрепление. Подкрепление (обучение тому, какие действия стоит повторять в зависимости от их результата) требует от нейронов постоянной перенастройки сигналов, которые они посылают через синапсы. Митохондрии поддерживают функционирование этих нейронов и готовят их к изменениям. Высокий уровень тревожности, как правило, сочетается с низкой мотивацией и связан с повышенным риском развития стрессовых состояний, включая депрессию. У грызунов естественная генетическая изменчивость в функции митохондрий коррелирует с уровнем тревожности животного, и в экспериментах улучшение функции митохондрий в ключевых областях системы вознаграждения снижало тревожное поведение.
|
|
|
|
Митохондрии головного мозга также могут модулироваться как внутренними, так и внешними факторами, влияющими на поведение и когнитивные функции. Гормоны, иммунные молекулы и метаболические сигналы могут изменять то, что производят митохондрии, и это, в свою очередь, изменяет нейромедиаторный сигнал, который один нейрон посылает другому. Обмен данными происходит в обе стороны: изменения в митохондриях влияют на метаболические и иммунные реакции. Это может сказаться на метаболических и иммунных реакциях. Внешние факторы, от диеты и стресса до психотропных препаратов, также могут оказывать подобное воздействие, при этом психологический стресс является особенно сильным модулятором, вызывающим быстрые изменения в зависимости от области мозга и типа стрессора. Некоторые стрессоры затрагивают даже экспрессию генов, изменяя производство белков, из которых построены митохондрии.
|
|
|
|
«Наша концепция ставит митохондрии в центр нейронауки, изучающей нейронные сети и поведение, — заявили исследователи, — смещая акцент с одной лишь архитектуры нейронных сетей на механизмы, посредством которых митохондрии устанавливают базовую готовность сети и обеспечивают адаптивное привлечение во время активации, имеющей отношение к поведению».
|
|
|
|
Источник
|
