Распределение липидов. Ученые составили «карту жирности» человеческого мозга

5 июля 2024 3 мин.

Российские ученые создали «карту жирности» человеческого мозга, которая показывает распределение липидов в разных его частях. Было установлено, что концентрация этих молекул в нем крайне неравномерна, также авторы работы выяснили, в каких отделах мозга преобладают те или иные липиды. Как считают авторы исследования, в перспективе эта карта поможет науке продвинуться в понимании причин и лечении ряда психических и когнитивных расстройств, таких как аутизм, шизофрения и болезнь Альцгеймера.

Ученые из Сколковского Института науки и технологий (Москва) составили полную карту расположения липидов в человеческом мозге. Исследователи установили, как именно в нем распределены различные типы жиров, которые входят в состав нервной ткани. Результаты исследования в перспективе помогут медикам лучше понять природу психических расстройств, а также нейродегенеративных заболеваний. Результаты исследования, поддержанного грантом Президентской программы Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Nature Communications.

Липиды — большая группа биологических нерастворимых в воде соединений, часть их них относится к жирам, часть — к фосфолипидам и т. д. Липиды входят в состав клеточных мембран, являются основой нервной ткани, включая ткани головного мозга. Липиды составляют до 50% сухого вещества нейронов, а их оболочка — миелин — содержит порядка 70% липидов в пересчете на сухую массу. Липиды нервной ткани разнообразны: среди них есть фосфорсодержащие соединения, холестерин и другие молекулы. Они участвуют в обмене веществ и развитии нервных клеток, передаче сигналов между ними, а также в контроле воспалительных процессов.

Ученые в разных странах сегодня анализируют взаимосвязь между липидным профилем мозга и его здоровьем. Это важный раздел фундаментальных исследований, которые могут в перспективе найти широкое применение в медицине, отмечают авторы исследования.

Чтобы уточнить, какие именно соединения входят в состав мозга, а также как они распределены в его разных отделах, авторы работы применили метод масс-спектрометрии. Он позволяет определить молекулярный состав на основе соотношения его заряда и массы, а также ее движения в магнитном поле.

Ученые исследовали таким образом липидный состав 75 областей человеческого мозга, всего было выявлено 419 различных липидов. Только 7% из них равномерно распределены по всему мозгу, подавляющее же большинство таких соединений локализовано в разных отделах органа.

Распределение холестерина в головном мозге человека. Источник: Мария Осетрова

Так, например, в подкорковых структурах мозга, отвечающих за моторику, наблюдается очень высокий уровень холестерина. В то время как в префронтальной коре, которая обеспечивает сложное социальное поведение человека, концентрация холестерина низкая.

Также ученые проследили связь между количеством миелина и наличием определенных липидов в разных отделах мозга. Было выявлено, что в белом веществе мозга преобладают липиды с насыщенными жирными кислотами, которые могут играть важную роль в передаче сигналов по отросткам нервных клеток. В сером веществе преимущественно присутствуют липиды с полиненасыщенными жирными кислотами, которые могут быть важны для обработки сигналов в клетках.

В дальнейшем мы планируем детальнее исследовать липидом подкорковых структур мозга, которые лишь частично вошли в нашу работу, а также включить в исследование образцы мозга пациентов с различными психическими заболеваниями. Потенциально полная «расшифровка» липидома поможет понять природу психических расстройств и их влияние на устройство и работу мозга.