По мнению ученых, для разработки эффективных и безопасных методов лечения в первую очередь стоит разобраться в молекулярных процессах, происходящих в организме. Благодаря молекулярной биологии можно провести анализ ДНК и таким образом определить предрасположенность данного человека к различным заболеваниям. В случае заболеваний головного мозга (таких как нервно-психические и нейродегенеративные расстройства) это оказалось довольно сложной задачей. Несмотря на достижения в методах исследования в области нейробиологии, мозг по-прежнему остается захватывающим и неизведанным органом, и существующие методы лечения заболеваний не способны учитывать его сложность.
Группа ученых считает важным тщательно проанализировать, какие химические изменения происходят в мозгу. Эти знания могут стать будущим нового направления исследований. Для правильного функционирования организма и поддержания его в хорошем состоянии необходим правильный кислотно-щелочной гомеостаз, т.е. баланс рН в отдельных тканях и органах. При нарушении этого баланса (особенно в сторону закисления организма) может повышаться риск развития различных заболеваний, в т.ч. недостаточность кровообращения, дыхательная недостаточность и дисфункция почек.
Ученые рассмотрели, какую роль играет рН мозга? Может ли низкий уровень рН в головном мозге вызывать нейродегенеративные и нервно-психические заболевания.
Как отметили исследователи, анаэробное дыхание приводит к накоплению лактата, побочного продукта, который может вызывать болезненность мышц во время тренировки. Повышение уровня лактата в головном мозге также наблюдается при нервно-психических расстройствах (включая шизофрению и тревожные расстройства).
Вот новые выводы ученых
Недавно ученые обнаружили новый тип посттрансляционной модификации, названный лактация лизина (органическое химическое соединение, относящееся к группе белковых аминокислот). По их мнению, посттрансляционная модификация (так называется модификация белка после его трансляции) может вызывать эпигенетические модификации, запускающие изменения в транскрипции генов - в процессе транскрипции генетической информации, содержащейся в ДНК, в молекулу РНК. В макрофагах, популяции клеток, принадлежащих иммунной системе, лактат лизина может стимулироваться лактатом.
Может ли лактат оказывать аналогичный эффект на мозг, вызывая изменения в транскрипции генов? Это попытались объяснить ученые из Института комплексных медицинских наук Университета здоровья Фудзита в Японии в сотрудничестве с Японским национальным институтом передовых промышленных наук и технологий.
Из исследований на животных исследователи пришли к выводу, что лактация белка происходит в нейронах головного мозга и что она положительно коррелирует с уровнем лактата. Факторы стресса (например, стресс от воздействия агрессивного поведения) могут увеличить лактацию лизина.
Лактат, который считается источником энергии для нейронов, также может изменять функцию белков в клетках головного мозга. Лактация может быть вызвана активностью нейронов и физиологически значимыми стимулами, такими как стресс. Когда мы испытываем социальный стресс, многие белки в мозге становятся лактилированными и могут изменять свою функцию. Хотя известно, что уровни лактата различаются в мозге при различных заболеваниях головного мозга, лактат может играть важную роль в патофизиологии этих расстройств.
Точная роль лактации лизина в нейронах, однако, требует дальнейших исследований. Эти удивительные открытия могут создать «новую область нейробиологии».
Результаты опубликованы в журнале Cell Reports.