Trudne warunki? Mózg może "zjeść sam siebie"
Nowe badania sugerują, że ludzki mózg może w ekstremalnych warunkach energetycznych wykorzystywać własną tkankę tłuszczową jako paliwo. W pilotażowym badaniu przeprowadzonym na maratończykach, hiszpańscy naukowcy odkryli, że podczas długotrwałego wysiłku fizycznego mózg, pozbawiony glukozy, może zacząć zużywać mielinę - tłuszczową osłonkę włókien nerwowych.
Tradycyjnie uważano, że mielina pełni funkcję izolacyjną, przyspieszając przekazywanie impulsów nerwowych. Jednak nowe dowody wskazują, że struktura ta jest bardziej dynamiczna, niż wcześniej sądzono. Neurony mogą nie tylko regulować grubość osłonek mielinowych, ale w sytuacjach kryzysowych mogą również rozkładać je na paliwo. Badania przeprowadzone przez zespół pod kierownictwem Pedro Ramos-Cabrera i Alberto Cabrera-Zubizarretę sugerują, że mielina może działać jako metaboliczna "siatka bezpieczeństwa" - rezerwa energii, do której mózg sięga, gdy inne źródła są niedostępne.
Co dzieje się w mózgu maratończyka?
Hiszpańscy naukowcy przeprowadzili skany MRI mózgów 10 maratończyków (8 mężczyzn i 2 kobiet) przed i po ukończeniu 42-kilometrowego biegu. Wyniki pokazały wyraźne zmiany w markerach mieliny w istocie białej mózgu, czyli tam, gdzie jest ona najbardziej skoncentrowana. Od 24 do 48 godzin po maratonie uczestnicy badania mieli znacznie mniej mieliny w obszarach odpowiedzialnych za koordynację ruchową, funkcje sensoryczne oraz integrację emocjonalną. Po dwóch tygodniach zaobserwowano odbudowę mieliny, a po dwóch miesiącach poziom tej substancji wrócił do normy u sześciu uczestników, którzy kontynuowali badania kontrolne.
Badacze nazwali to zjawisko metaboliczną plastycznością mieliny i uważają, że może ono mieć kluczowe znaczenie dla funkcjonowania mózgu w warunkach ekstremalnego wysiłku. Do tej pory sądzono, że mózg unika spalania tłuszczu jako źródła energii, nawet w sytuacjach deficytu kalorycznego. Jednak badania na myszach wykazały, że w obliczu braku glukozy ich mózgi rzeczywiście zaczynają wykorzystywać mielinę jako rezerwę tłuszczową.
Ma to swoją cenę
Mielina jest niezbędna dla prawidłowego funkcjonowania układu nerwowego, a jej długotrwałe niedobory są związane z chorobami neurodegeneracyjnymi, jak stwardnienie rozsiane. Wydaje się jednak, że w krótkoterminowej perspektywie mózg potrafi zredukować mielinę w określonych obszarach, by przetrwać, a następnie stopniowo ją odbudować.
To może tłumaczyć, dlaczego po maratonie biegacze często mają wolniejszy czas reakcji i gorsze wyniki w testach pamięciowych - ich mózgi muszą przejść regenerację po okresie "głodówki energetycznej". Na szczęście zdolność do samonaprawy pozwala na stosunkowo szybki powrót do normy. Co jednak ciekawe, najnowsze ewolucyjnie części ludzkiego mózgu zawierają więcej mieliny niż starsze struktury, co sugeruje, że może ona odgrywać kluczową rolę w przystosowaniu się do trudnych warunków.
Możliwe, że to właśnie mielina pozwoliła naszym przodkom na długie biegi podczas polowań na duże zwierzęta, jednocześnie umożliwiając zachowanie koncentracji i czujności. Choć badania te są na razie wstępne i wymagają dalszych analiz na większych grupach ludzi, już teraz rzucają nowe światło na zdolność mózgu do przetrwania w ekstremalnych warunkach.
