لطالما اعتبر الجليكوجين مخزنًا احتياطيًا للطاقة في الكبد والعضلات، لكن الدور الذي يلعبه في الدماغ لم يكن محل اهتمام كبير. تشير دراسة جديدة إلى أن الجليكوجين في الخلايا العصبية له دور مهم في تطور الأمراض العصبية مثل الزهايمر، مما يفتح آفاقًا جديدة لفهم آليات المرض والعلاج المحتمل.
الجليكوجين في الدماغ: دور غير متوقع
عُرف الجليكوجين تقليديًا بأنه مخزن للطاقة في الجسم، حيث يتم تخزينه في الكبد والعضلات لاستخدامه عند الحاجة. لكن الأبحاث الحديثة تشير إلى وجود كميات صغيرة منه في الدماغ، وخاصة في خلايا الدعم المعروفة باسم الخلايا النجمية. ومع ذلك، كانت وظيفته في الخلايا العصبية تُعتبر ضئيلة. الدراسة الجديدة، بقيادة فريق بحثي من معهد Buck، تسلط الضوء على دور الجليكوجين في الخلايا العصبية وكيف يمكن أن يؤثر على تطور الأمراض العصبية.
التراكم المفرط للجليكوجين وعلاقته بالتاوباثي
اكتشف فريق البحث أن النماذج الحشرية والبشرية للأمراض العصبية، المعروفة بالتاوباثي، تُظهر تراكمًا مفرطًا للجليكوجين في الخلايا العصبية. يعتقد الباحثون أن البروتين المعروف باسم تاو، الذي يتجمع في العقد لدى مرضى الزهايمر، يرتبط فعليًا بالجليكوجين، مما يحول دون تحطيمه.
يؤدي عدم قدرة الخلايا العصبية على تحطيم الجليكوجين إلى فقدان آلية أساسية لإدارة الإجهاد التأكسدي، وهو عامل مهم في الشيخوخة والتنكس العصبي. من خلال استعادة نشاط إنزيم يسمى جليكوجين فوسفوريلاز (GlyP)، الذي يبدأ عملية تحطيم الجليكوجين، تمكن الباحثون من تقليل الأضرار المرتبطة بتاو في ذباب الفاكهة والخلايا العصبية البشرية المستمدة من الخلايا الجذعية.
الطريق البديل للطاقة وحماية الدماغ
بدلاً من استخدام الجليكوجين كوقود لإنتاج الطاقة، أعادت الخلايا العصبية المدعومة بالأنزيم توجيه جزيئات السكر إلى مسار الفوسفات البنتوزي (PPP)، وهو طريق حيوي لإنتاج NADPH والجلوتاثيون، وهما مركبان يقدمان حماية ضد الإجهاد التأكسدي. من خلال زيادة نشاط GlyP، تمكنت الخلايا الدماغية من إزالة السموم الضارة بشكل أفضل، مما قلل من الأضرار وامتد العمر الافتراضي لذباب النموذج تاوباثي.
تأثيرات الحمية الغذائية والنهج الدوائي
أظهرت الدراسة أيضًا أن تقييد النظام الغذائي، وهو تدخل معروف لتمديد العمر، عزز نشاط GlyP بشكل طبيعي وحسن النتائج المرتبطة بتاو في ذباب الفاكهة. تمكن الباحثون من محاكاة هذه التأثيرات دوائيًا باستخدام جزيء يسمى 8-Br-cAMP، مما يشير إلى أن فوائد التقييد الغذائي قد تُعاد من خلال تفعيل نظام تنظيف السكر عبر الأدوية.
أظهرت الدراسة أن الأدوية GLP-1، المعروفة الآن لاستخدامها في إنقاص الوزن، قد تعد بمكافحة الخرف من خلال محاكاة تأثير التقييد الغذائي.
الآفاق المستقبلية والتطبيقات العلاجية
أكد الباحثون وجود تراكم مماثل للجليكوجين وتأثيرات الحماية لـ GlyP في الخلايا العصبية البشرية المستمدة من مرضى الخرف الجبهي الصدغي (FTD)، مما يعزز الإمكانيات للعلاجات الترجمية. يشير الباحثون إلى أهمية هذه النتائج في توجيه الأبحاث المستقبلية نحو فهم أفضل لدور الجليكوجين في الأمراض العصبية وكيفية استهدافه كاستراتيجية علاجية.
الخاتمة
تسلط الدراسة الضوء على دور غير متوقع للجليكوجين في الدماغ وعلاقته بتطور الأمراض العصبية. من خلال فهم كيفية إدارة الخلايا العصبية للسكر، يمكن أن تُفتح استراتيجيات علاجية جديدة تستهدف الكيمياء الداخلية للخلايا لمحاربة التدهور المرتبط بالعمر. ومع تقدم المجتمع في العمر، تقدم هذه الاكتشافات الأمل في أن يوفر فهم أفضل وإعادة التوازن للكود السكري المخفي في الدماغ أدوات قوية لمكافحة الخرف.
