Naučnici sa Univerziteta Tohoku otkrili su kritičnu ulogu koju laktat igra u pomaganju neuralnim matičnim ćelijama da se razviju u specijalizovane neurone, proces nazvan neuronska diferencijacija. Takođe su otkrili sredstvo pomoću kojeg laktat šalje signale ćelijama, pomažući modifikaciji i jačanju neuronskih funkcija.
Detalji njihove studije objavljeni su u Journal of Biological Chemistry.
Laktat je nusprodukt vežbanja i metabolizma. Glukoza se pretvara u laktat kada je snabdevanje ćelija kiseonikom ograničeno, dajući mozgu izvor energije. Nivo laktata u mozgu fetusa raste od srednjeg stanja gestacije, naglašavajući značajnu ulogu koju ima u razvoju mozga i diferencijaciji neurona.
Nedavne studije i izveštaji su pokazali da je laktat vitalna komponenta našeg nervnog sistema. Oni su pokazali da laktat funkcioniše kao važan ćelijski signalni molekul u nervnom sistemu i da je metabolizam laktata uključen u neuronske funkcije, uključujući neuroplastičnost i konsolidaciju memorije. Međutim, uloga laktatne signalizacije u neuronskim ćelijama do sada je ostala nepoznata.
„S obzirom na sve veći broj dokaza koji pokazuju da laktat obezbeđuje funkcije regulacije signala u različitim tipovima ćelija u fiziološkim i patološkim uslovima, pretpostavili smo da laktat utiče na funkciju neurona kroz promenu sveobuhvatne ekspresije gena“, kaže profesor Rioichi Nagatomi sa Visoke škole za biomedicinsko inženjerstvo Univerziteta Tohoku i vođa istraživačkog tima doktora nauka. student Iidan Ksu i vanredni profesor Joji Kusuiama sa Medicinskog i stomatološkog univerziteta u Tokiju.
Istraživači su testirali svoju hipotezu ispitivanjem regulacije gena ćelija tretiranih laktatom kada je NDRG3, protein koji je prethodno identifikovan da posreduje u regulaciji gena kada je laktat prisutan, uklonjen iz ćelije neuroblastoma SH-SI5I. Otkrili su da laktat pomaže u neuronskoj diferencijaciji putem načina koji zavise od NDRG3 i načina koji ne zavise. Pored toga, identifikovali su da dva specifična faktora transkripcije, TEAD1 i ELF4, kontrolišu i laktat i NDRG3 tokom diferencijacije neurona.
Nagatomi i njegov tim veruju da njihova otkrića ne samo da produžavaju osnovno znanje o laktatu, već mogu poslužiti kao osnova za iskorištavanje signalizacije laktata za podsticanje vežbanja ili dizajniranje lekova kao načina za prevenciju ili kontrolu kognitivnih bolesti. „Naši nalazi pružaju novi uvid u mehanizme pomoću kojih visoki nivoi laktata u serumu izazvani vežbanjem mogu blagotvorno uticati na nervni sistem.
„Dalje, pošto se promene u nivou laktata izazvane ljudskim vežbanjem mogu meriti, adaptacione promene u funkciji mozga kao što su kognicija i funkcija pamćenja mogu se bolje razumeti kada se uzmu u obzir promene u nivou laktata“, kaže Nagatomi.
Gledajući unapred, tim planira da dalje istražuje regulatornu funkciju laktata u razvoju neurona i mozga.
