Енергетична криза мозку

У сучасному світі все частіше можна почути про поширення різних захворювань, пов’язаних із порушеннями функцій нервової системи і зокрема головного мозку. Все більше лунають фрази про психосоматичне походження дисфункцій, а такі проблеми трапляються навіть у молодого покоління. Чи допоможе регулярне тренування мозку за допомогою специфічних вправ боротися з деструктивними процесами?

Займаючись цими питаннями, група вчених із Любека, північна Німеччина, під керівництвом А. Петерса розробляла теорію такого поширення нервових розладів і дисфункції мозку в ранньому віці. Отримані результати і дослідження дали найзрозуміліше пояснення подібним процесам, а також привідкрили завісу на роботу найдрібніших структур нервової тканини.

Клітинні структури мозку та їхні ролі

Для повного розуміння процесів і можливих причин неправильної роботи розумових центрів варто зазирнути в будову нервової тканини і розподіл функцій між клітинами. На клітинному рівні нервова система абсолютно унікальна і не схожа ні на одну іншу структуру в організмі, її масу складають переважно два абсолютно різні типи клітин, які розділили між собою найважливіші функції і живуть у повному симбіозі. Їхні функції в масштабах усього організму однаково важливі, однак між собою вони мають свою ієрархію: одні є важливішими і ціннішими, а інші «прислуговують» їм, захищаючи і забезпечуючи достатньою кількістю провізії. Йдеться про нейрони і астроцити.

Нейрони

Ієрархічно найважливіші клітини в нервовій системі, адже кожен із них у процесі життєдіяльності створює власні унікальні зв’язки з іншими нейронами і формує нейронну мережу. Це утворення дозволяє нам зберігати інформацію, володіти певними вміннями і виконує регуляторні функції в усьому організмі. Вони створюють нові мостики під час кожної тренування пам’яті або вивчення нових умінь. Втрата кожної такої клітини не може пройти непоміченою для людини, оскільки попередні зв’язки вже не будуть відновлені, і цілі зони нейронної мережі випадуть із функціональності.

Саме така важливість маленьких клітин змушує весь організм працювати в сфері їхнього захисту і максимального забезпечення.

Навіть самі нейрони щодня працюють на синтез нуклеотидів ДНК і РНК, які слугуватимуть будівельним матеріалом для створення нових білків і репарації пошкоджених ділянок. Кожен нейрон дбає про те, щоб будівельного матеріалу було достатньо, і вчасно проводилися відновлювальні роботи всередині клітини.

Іншим, не менш важливим продуктом синтезу цих клітин, є захисний білок глутатіон, який веде боротьбу з небезпечними вільними оксидами і активними формами азоту, здатними пошкодити клітинні структури.

Увесь інший час, окрім власного ремонту і захисту, ці клітинні утворення генерують потужний нервовий імпульс і відправляють його у відповідні частини організму для регуляції і приведення процесів у рух.

Астроцити

Клітини обслуговуючого персоналу, які перевищують своєю чисельністю нейрони, таким чином, про кожен із них піклується кілька астроцитів.

У клітинних структурах цих допоміжних форм відбуваються здебільшого процеси гліколізу, тобто розщеплення глюкози – основного енергетичного носія для організму. Лише невелика частина отриманої енергії залишиться для підтримки працездатності клітин, решта продукту у вигляді молочної кислоти надходить до нейронів, де в мітохондріях, через ланцюг реакцій трикарбонових кислот, отримується 38 молекул АТФ (аденозинтрифосфату), найенергоємнішого з’єднання в організмі. При цьому сама клітина астроцита синтезує для себе тільки 2 такі молекули в процесі гліколізу.

Інший важливий напрям для клітин-помічників – це продукування захисних гормонів, таких як:

• Оксиредуктаза
• Глутатіонтрансфераза
• Глутатіон
• Глутатіонпероксидаза
• Глутаматцистеїнлігаза

Усі вони спрямовані на знешкодження вільних радикалів кисню і азоту, які є шкідливими окислювачами, здатними пошкоджувати клітинні мембрани.

Розподіл енергії в організмі

Уся отримувана енергія від переробки їжі в нашому шлунково-кишковому тракті потрапляє в кров у вигляді простого моносахариду – глюкози. Вона містить у собі величезний енергетичний потенціал, який вдасться реалізувати тільки за достатнього забезпечення організму киснем для отримання АТФ. Менш енергоємні сполуки АДФ і АМФ також несуть у собі користь, однак їхньої енергії може вистачити для будь-якої тканини, крім нервової, яка несе великі енергетичні витрати на свою роботу.

Куди йде глюкоза

Витрата цінних запасів глюкози в організмі не відбувається рівномірно. Дослідження показали, що 50% усього запасу цього цукру витрачається нервовою тканиною. При тому, що її співвідношення з вагою всього організму становить лише 2%. Такі результати дають уявлення про те, наскільки енергозалежна нервова тканина і як вона чутлива до нестачі глюкози, а згодом і АТФ.

Витрата енергії в структурах мозку

Незважаючи на те, що астроцитів у кілька разів більше, ніж нейронів, як ви, напевно, пам’ятаєте, вони витрачають на себе тільки 2 молекули АТФ, віддаючи 38 нейрону. За найбільш наближеними розрахунками, нейрони витрачають удвічі більше всієї енергії, що надходить, на своє існування і генерацію, з подальшою передачею, нервового імпульсу.

Енергетичний голод

Під час дуже активних розумових занять, що часто супроводжуються багатозадачністю і відволікаючими факторами, а також можливим недотриманням кисню, можливий розвиток енергетичного дефіциту в нервовій тканині.