ما دور الدهون الثلاثية في عملية التمثيل الغذائي بالدماغ؟

في حين أن الجلوكوز، أو السكر، هو وقود معروف للدماغ، فقد أثبت باحثون أن النشاط الكهربائي في المشابك العصبية يمكن أن يؤدي إلى استخدام قطرات الدهون أو الدهون كمصدر للطاقة.

تتحدى الدراسة، التي نشرت في مجلة Nature Metabolism، المعتقد السائد منذ فترة طويلة بأن الدماغ لا يحرق الدهون، كما قال الباحث الرئيسي الدكتور تيموثي أ. رايان.

واقترح المؤلف الرئيسي للورقة البحثية، الدكتور موكيش كومار، أنه من المنطقي أن تلعب الدهون دورًا كمصدر للطاقة في الدماغ كما تفعل مع الأنسجة الأخرى التي تتطلب التمثيل الغذائي، مثل العضلات.

كان فريق البحث مهتمًا بشكل خاص بجين DDHD2، الذي يُشفِّر الليباز، أو الإنزيم الذي يُساعد على تكسير الدهون.

ترتبط الطفرات في DDHD2 بنوع من الشلل النصفي التشنجي الوراثي، وهو حالة عصبية تُسبِّب تصلبًا وضعفًا تدريجيًا في الساقين، بالإضافة إلى عجز إدراكي.

أظهرت أبحاث سابقة أجراها باحثون آخرون أن تثبيط هذا الإنزيم لدى الفئران يُسبب تراكم الدهون الثلاثية - أو قطرات الدهون التي تُخزن الطاقة - في جميع أنحاء الدماغ.

قال الدكتور رايان: "بالنسبة لي، كان هذا دليلاً على أن سبب ادعائنا بأن الدماغ لا يحرق الدهون ربما هو عدم رؤية مخازن الدهون".

دور مهم للدهون

وقال الدكتور رايان إن الدراسة الحالية استكشفت ما إذا كانت قطرات الدهون التي تتراكم في غياب DDHD2 تستخدم كوقود بواسطة الدماغ، وخاصة عندما لا يكون الجلوكوز موجودًا.

وجد الدكتور كومار أنه عندما تحتوي المشبك العصبي على قطرة دهنية مليئة بالدهون الثلاثية في الفئران بدون DDHD2، يمكن للخلايا العصبية أن تكسر هذه الدهون إلى أحماض دهنية وترسلها إلى الميتوكوندريا - مصانع الطاقة في الخلية - حتى تتمكن من إنتاج أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)، الطاقة التي تحتاجها الخلية للعمل.

قال الدكتور رايان: "إن عملية استخدام الدهون تُتحكم بها النشاط الكهربائي للخلايا العصبية، وقد صدمتني هذه النتيجة".

وأضاف: "إذا كانت الخلية العصبية نشطة، فإنها تُحفز هذا الاستهلاك، أما إذا كانت في حالة سكون، فلا تحدث هذه العملية".

في دراسة أخرى، حقن الباحثون جزيئًا صغيرًا في الفئران لتثبيط إنزيم كارنيتين بالميتويل ترانسفيراز 1 (CPT1)، الذي يساعد على نقل الأحماض الدهنية إلى الميتوكوندريا لإنتاج الطاقة.

أدى تثبيط CPT1 إلى منع الدماغ من استخدام قطرات الدهون، مما أدى إلى حالة سبات، وهي حالة شبيهة بالسبات الشتوي، حيث تنخفض درجة حرارة الجسم بسرعة ويتباطأ نبض القلب.

وقال الدكتور رايان: "لقد أقنعتنا هذه الاستجابة بأن هناك حاجة مستمرة للدماغ لاستخدام هذه القطرات الدهنية".

قد يشجع هذا البحث على إجراء المزيد من الدراسات حول الحالات التنكسية العصبية ودور الدهون في الدماغ.

وأوضح الدكتور كومار أن تقلبات الجلوكوز أو انخفاض مستوياته قد تحدث مع التقدم في السن أو الأمراض العصبية، إلا أن الأحماض الدهنية المتحللة من قطرات الدهون قد تساعد في الحفاظ على طاقة الدماغ.

وقال: "لا نعرف إلى أين سيذهب هذا البحث من حيث الحالات العصبية التنكسية، ولكن بعض الأدلة تشير إلى أن تراكم قطرات الدهون في الخلايا العصبية قد يحدث في مرض باركنسون".

وقال الدكتور رايان إن الباحثين يحتاجون أيضًا إلى فهم التفاعل بين الجلوكوز والدهون في الدماغ بشكل أفضل.

وأضاف: "من خلال التعرف على المزيد عن هذه التفاصيل الجزيئية، نأمل في نهاية المطاف أن نتمكن من إيجاد تفسيرات للتنكس العصبي، وهو ما من شأنه أن يمنحنا فرصًا لإيجاد طرق لحماية الدماغ".