ИНТЕРНИСТ

Национальное Интернет Общество
специалистов по внутренним болезням

ПУБЛИКАЦИИ

Гликоген – «хороший, плохой, злой»?

Обзор подготовила Каленская Е.А.
24 Марта 2014

Гликоген представляет собой полисахарид, являющийся основной формой хранения глюкозы в клетке. При этом традиционно считалось, что синтез гликогена в нейронах отсутствует. Однако в 2007 г в статье, опубликованной в Nature Neuroscience, сообщалось о том, что болезнь Лафора (миоклонус-эпилепсия), редкое и смертельное нейродегенеративное заболевание, поражающее взрослых, возникает вследствие отложения гликогена. Таким образом, впервые была установлена возможная причина болезни Лафора и, как следствие, возможные мишени для терапии, а также обнаружена способность нейронов к накоплению гликогена, при том, что накопление это оказалось токсичным. Научным сообществом открытие было принято неоднозначно, многие оспаривали роль гликогена в развитии указанного заболевания, смещая акцент на нарушение программы очищения клетки от ненужных веществ в процессе метаболизма. В изучении этой темы активное участие приняла группа «Метаболические разработки и лечение диабета». Полученные ей данные опубликованы недавно в Human Molecular Genetics Journal. В частности, учеными получены неопровержимые доказательства о токсичном действии депозитов гликогена на нейроны у больных миоклонус-эпилепсией. В частности, в опытах на мышах ими продемонстрировано, что отложения гликогена при данном заболевании напрямую связаны с гибелью нейронов и являются триггерами для нарушения метаболического баланса в клетках. Все эти процессы в итоге приводят к снижению передачи сигнала на синапсах, развитию симптомов болезни Лафора, то есть эпилепсии.

Положительная роль гликогена

Однако оставалось решить еще много загадок. Всегда ли накопление гликогена смертельно для клеток? Можно ли повлиять на фермент гликогенсинтазу? Дальнейшие исследования в этой области продемонстрировали, что на самом деле нейроны постоянно накапливают гликоген, но разными способами: в норме накопление происходит небольшими порциями и быстро расходуется. Также было установлено, что в небольших количествах гликоген даже необходим для обмена веществ в нейронах. В то время как печень накапливает это вещество в большом количестве с последующим медленным высвобождением его в кровь для стабильного поддержания уровня глюкозы, в нейронах постоянно протекает активный процесс синтеза и расходования гликогена без существенного накопления. Особенно активным становится этот процесс во время сна. В дальнейших экспериментах, опубликованных недавно в Nature Neuroscience, ученые наблюдали еще более удивительные функции гликогена. При изучении химического состава нейронов у мышей при гипоксии мозга, вывялено, что гликоген помогает клеткам выживать в экстремальных состояниях. При искусственном удалении его из нейронов, клетки быстро погибали. В исследованиях с участием Drosophila melanogaster получены те же результаты.

Новые возможности для лечения болезней мозга.

Таким образом, учеными было установлено, что гликоген играет защитную роль при гипоксемии мозга, например, при инсульте. Руководители группы «Метаболические разработки и лечение диабета» отмечают, что необходимы дальнейшие исследования относительно положительных и отрицательных функций гликогена в отношении обмена веществ в нейронах. Это позволит подобрать лечение не только для миоклонус-эпилепсии, но и для поражений мозга, сопровождающихся гипоксией.

Литература.

David Vilchez et al. Mechanism suppressing glycogen synthesis in neurons and its demise in progressive myoclonus epilepsy. Nature Neuroscience 2007

Jordi Duran et al. Glycogen accumulation underlies neurodegeneration and autophagy impairment in Lafora disease. Human Molecular Genetics 2014