髓磷脂决定抑制性脑细胞的能量代谢

荷兰神经科学研究所的研究人员发现，抑制性脑细胞的能量管理不同于我们大脑中的兴奋性细胞。为什么会这样?与多发性硬化症有什么联系?

脑细胞通过轴突相互连接，轴突是神经元传输电信号的部分。为了有效地做到这一点，轴突被包裹在髓磷脂中，这是一种富含脂质的材料，可以提高电脉冲的传导速度。髓磷脂的重要性在多发性硬化症 (MS) 等疾病中变得显而易见，在这种疾病中，髓磷脂被分解，对大脑功能产生不利影响。

由于髓磷脂损失，电信号的传导被破坏，这也意味着该过程的能量成本变得更高。

髓磷脂的行为因细胞类型而异。我们的大脑由兴奋性和抑制性脑细胞组成。我们需要这些被称为中间神经元的抑制剂来构建我们大脑中许多电脉冲的交响乐。当受刺激的脑细胞随机活跃且没有刹车来引导这种活动时，脑细胞之间的交流就会变得不那么精确。因此，中间神经元对于我们大脑的有效运作非常重要。

围绕研究员 Koen Kole 及其主管 Maarten Kole 的团队研究了一种特殊类型的中间神经元：Parvalbumin 或 PV 电池。尽管 PV 细胞仅占大脑皮层细胞的一小部分，但它们非常擅长控制周围的脑细胞网络。这主要是因为它们具有许多分支的广泛轴突。

它们还具有高水平的电活动。这会耗费大量的能量，但确实可以确保光伏电池能够有效地抑制周围的电池。值得注意的是，PV 细胞仅在其轴突的前几个分支中被髓磷脂包裹，而轴突的大部分未被覆盖。那么髓磷脂在这些细胞中究竟做了什么?

髓磷脂在 PV 电池中似乎确实很重要。先前对 MS 患者组织的研究表明，当髓磷脂丢失时，PV 细胞就会死亡。除了传导，髓磷脂在滋养细胞方面也起着重要作用。来自髓磷脂的营养物质可以被细胞的能量工厂线粒体吸收。由于 PV 电池使用大量能量，因此人们认为这些细胞中的髓磷脂可能在支持线粒体的能量产生方面发挥重要作用。

来自其他细胞类型的相反效果

新研究表明，与其他细胞类型相比，情况确实如此。在兴奋性脑细胞中，线粒体沿轴突均匀分布，但在 PV 细胞中，研究小组发现有髓鞘的轴突含有更多的线粒体。当髓磷脂在实验环境中减少时，PV 细胞显示线粒体数量减少，而在兴奋性细胞中线粒体变得更加丰富。这是新的。

在 PV 电池中，线粒体的行为方式与先前文献中已知的其他类型细胞的行为方式相反。但为什么这些细胞会发生这种情况呢?

研究人员 Koen Kole 说：“我们怀疑这与 PV 电池由于其高活性而具有难以置信的高能量需求这一事实有关。此外，与其他类型的细胞相比，它们的轴突非常薄，这可能会进一步增加它们的能量消耗。因此，光伏电池可能更依赖于髓磷脂的外部营养。”

“下一个重要步骤是更好地了解髓磷脂如何影响PV 细胞轴突的能量使用。PV 细胞和线粒体的异常可以在除 MS 之外的许多其他神经系统疾病中发现。因此，获得更多洞察力非常重要进入这种细胞类型的能量管理。”

该研究发表在《自然通讯》杂志上。

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