Энергетический кризис мозга

В современном мире все чаще можно услышать о распространении различных заболеваний, связанных с нарушениями функций нервной системы и в частности головного мозга. Все больше звучат фразы о психосоматическом происхождении дисфункций, а такие проблемы встречаются даже у молодого поколения. Поможет ли регулярная тренировка мозга с помощью специфических упражнений бороться с деструктивными процессами?

Занимаясь этими вопросами, группа ученых из Любека, северная Германия, под руководством А. Петерса, разрабатывали теорию такого распространения нервных расстройств и дисфункции мозга в раннем возрасте. Полученные результаты и исследования дали наиболее понятное объяснение подобным процессам, а также приоткрыли завесу на работу мельчайших структур нервной ткани.

Клеточные структуры мозга и их роли

Для полного понимания процессов и возможных причин неправильной работы мыслительных центров, стоит заглянуть в строение нервной ткани и распределение функций между клетками. На клеточном уровне, нервная система совершенно уникальна и не похожа ни на одну другую структуру в организме, ее массу составляют в основном два совершенно отличных типа клеток, которые разделили между собой важнейшие функции и живут в полном симбиозе. Их функции в масштабах всего организма одинаково важны, однако между собой они имеют свою иерархию и одни являются более важными и ценными, а другие «прислуживают» им, защищая и снабжая достаточным количеством провизии. Речь идет о нейронах и астроцитах.

Нейроны

Иерархически самые важные клетки в нервной системе, так как каждый из них в процессе жизнедеятельности создает собственные уникальные связи с другими нейронами и формирует нейронную сеть. Это образование позволяет нам хранить информацию, обладать определенными умениями и выполняет регуляторные функции во всем организме. Они создают новые мостики во время каждой тренировки памяти или изучения новых умений. Потеря каждой такой клетки не может пройти незамеченной для человека, так как прежние связи уже не будут восстановлены и целые зоны нейронной сети выпадут из функциональности.

Именно такая важность маленьких клеток, заставляет весь организм трудиться в сфере их защиты и максимального обеспечения.

Даже сами нейроны каждый день работают на синтез нуклеотидов ДНК и РНК, которые послужат строительным материалом на создание новых белков и репарации поврежденных участков. Каждый нейрон заботится о том, чтобы строительного материала было достаточно, и вовремя производились восстановительные работы внутри клетки.

Другим, не менее важным продуктом синтеза этих клеток, является защитный белок глутатион, который ведет борьбу с опасными свободными оксидами и активными формами азота, способными повредить клеточные структуры.

Все остальное время, кроме собственного ремонта и защиты, эти клеточные образования генерируют мощный нервный импульс и отправляют его в соответствующие части организма для регуляции и приведения процессов в движение.

Астроциты

Клетки обслуживающего персонала, которые превосходят своей численностью нейроны, таким образом, о каждом из них заботится несколько астроцитов.

В клеточных структурах этих вспомогательных форм происходят по большей части процессы гликолиза, то есть расщепления глюкозы – основного энергетического носителя для организма. Лишь небольшая часть полученной энергии останется для поддержания работоспособности клеток, остальной продукт в виде молочной кислоты поступает к нейронам, где в митохондриях, через цепь реакций трикарбоновых кислот, получается 38 молекул АТФ (аденозин трифосфата), самого энергоемкого соединения в организме. При этом сама клетка астроцита синтезирует для себя только 2 таких молекулы в процессе гликолиза.

Другое важное направление для клеток-вспомогателей, это продуцирование защитных гормонов, таких как:

• Оксиредуктаза
• Глутатионтрансфераза
• Глутатион
• Глутатионпероксидаза
• Глутаматцистеинлигаза

Все они направлены обезвредить свободные радикалы кислорода и азота, что являются вредными окислителями, способными повреждать клеточные мембраны.

Распределение энергии в организме

Вся получаемая энергия от переработки пищи в нашем желудочно-кишечном тракте попадает в кровь в виде простого моносахарида – глюкозы. Она содержит в себе огромный энергетический потенциал, который удастся реализовать только при достаточном обеспечении организма кислородом для получения АТФ. Менее энергоемкие соединения АДФ и АМФ также несут в себе пользу, однако их энергии может хватить для любой ткани, кроме нервной, несущей большие энергетические затраты на свою работу.

Куда уходит глюкоза

Расход ценных запасов глюкозы в организме не происходит равномерно. Исследования показали, что 50% всего запаса этого сахара расходуется нервной тканью. При том, что ее соотношение с весом всего организма составляет всего 2%. Такие результаты дают понятие о том, на сколько энергозависима нервная ткань и как она чувствительна к недостатку глюкозы, а в последствии и АТФ.

Расход энергии в структурах мозга

При том, что астроцитов в несколько раз больше чем нейронов, как вы наверное помните, они тратят на себя только 2 молекулы АТФ, отдавая 38 нейрону. По наиболее приближенным расчетам, нейроны расходуют в 2 раза больше всей поступающей энергии на свое существование и генерацию, с последующей передачей, нервного импульса.

Энергетический голод

Во время очень активных умственных занятий, часто сопровождаемых многозадачностью и отвлекающими факторами, а также возможным недополучением кислорода, возможно развитие энергетического дефицита в нервной ткани.