Жирный мозг

Так же, как нашему организму нужен жир, мозгу нужны жирные кислоты. Но совсем не для того, чтобы греть его в холодную погоду. Жиры в мозге выполняют важнейшие функции: защищают нейроны и строят новые клетки. Подробнее о жирах, а точнее о липидах, и их роли в организме рассказала биоинформатик Сколтеха Мария Осетрова в лекции «Мой жирный мозг» в культурно-просветительском центре «Архэ».

Что такое липиды? 

Липиды — это низкомолекулярные жирорастворимые вещества. Они меньше других биомолекул и растворяются в жире. При этом они гидрофобные, то есть не растворяются в воде. 

Однако многие липиды состоят не только из жирной кислоты, но и из гидрофильной группы. Получается амфифильное вещество  — то, которое «любит» и «не любит» воду одновременно. Соединяясь друг с другом, липиды поворачиваются гидрофобной стороной к молекулам воды, а гидрофильной — к жирам. Это помогает клеткам нашего тела скрепляться друг с другом и не растворяться в воде или жире. Иначе, заходя в воду, человек распадался бы на молекулы.

Зачем липиды организму человека?

1. Помогают запасать энергию. Жирные кислоты, в которых накапливается энергия, присоединяются к липидам и хранятся там, пока они не понадобятся для синтезирования новых липидов.
2. Выполняют строительную функцию. Из них состоят мембраны клеток и внутриклеточные структуры.
3. Участвуют в передаче сигналов внутри организма: липиды помогают передвигаться по организму гормонам или нейромедиаторам.

Откуда берутся липиды?

Часть липидов попадает в наш организм с едой. В желудочно-кишечном тракте они делятся на маленькие шарики и с помощью жирных кислот просачиваются сквозь эпителий. Там они вновь собираются и получаются комки — внутри жиры, снаружи мембрана из амфифильных липидов, а на поверхности располагаются белки. Такие комки — они называются хиломикроны — попадают в кровь и вместе с ней переносят жирные кислоты для строительства других клеток. Аналогично работают липиды, синтезированные в печени. 

Почему липиды важны для мозга?

Если бы мы убрали из мозга воду, то до 60 % сухого веса составляли бы липиды. Большинство из них содержится в белом веществе мозга (оно находится внутри серого вещества). Почему липидов так много? Клетки мозга не похожи на клетки других органов: они не шарообразные, у них есть отростки и искривления. Чтобы покрыть такую бесформенную клетку мембраной, нужно больше липидов, чем для мембраны круглой или прямоугольной клетки. Поэтому в мозге столько жирных кислот — они образуют защитный слой для других клеток.

Как ученые исследуют липиды в мозге?

Ученые Сколковского института науки и технологий работают над созданием липидной карты мозга. Для этого они рассматривают 75 функциональных регионов здорового мозга и из кусочка вещества каждого региона выделяют липидную фракцию, а затем определяют ее физико-химические свойства и массу. По результатам исследования можно делать выводы о том, как ведет себя определенный липидный класс в мозге здорового человека. На основе этого липиды объединяют в кластеры и составляют карту, на которой отражено их расположение.

А зачем?

Для здорового функционирования мозга липиды необходимы. Поэтому если в нем что-то ломается, то, возможно, дело в липидах и это нужно проверить. Установлено, что при нейродегенеративных заболеваниях — болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона, рассеянном склерозе — в мозге наблюдаются нарушения в метаболизме липидов. Для лечения таких заболеваний и нужны липидные карты: сравнив работу мозга больного и здорового человека, можно определить источник проблемы, и предложить решение.