Beynimiz neden çok enerji harcıyor?
Yapılan yeni bir araştırmaya göre bunun sebebi nöronlarımız. Bir nöron bir diğer nörona sinyal gönderirken aralarındaki küçük boşlukta bulunan sinaps üzerinden bu iletiyi gönderir. Pre-sinaptik nöron bir demet vezikülü sinapsa en yakın olan kuyruğunun ucuna gönderir. Bu veziküller daha sonra nöronun içinden nörotransmiterleri emer ve postalanması gereken mesajları tutan bir tür "zarf" gibi davranır. Bu doldurulmuş 'zarflar' daha sonra nöronun en ucuna taşınır, burada 'kenetlenir' ve zara kaynaşarak nörotransmitterlerini sinaptik boşluğa bırakırlar. Burada bir kez, bu vericiler 'post-sinaptik' hücredeki reseptörlere bağlanır ve böylece mesajı devam ettirir.
Bu temel süreçteki adımların, özellikle vezikül kaynaşması söz konusu olduğunda, önemli miktarda enerji gerektirdiğini zaten biliyoruz. Sinapsa en yakın sinir uçları (terminaller) yeterli enerji molekülünü depolayamazlar, bu da beyinde elektriksel mesajları iletmek için gereken enerjiyi kendi başlarına sentezlemeleri gerektiği anlamına geliyor.
Bu nedenle, aktif bir beynin çok fazla enerji tüketmesi mantıklı. Peki, ya veziküller hiç zarla kaynaşmadıkları halde ve nöronların birbirlerine sinyal göndermemelerine rağmen beynimiz neden hala enerji tüketiyor?
Bunu anlamak için araştırmacılar, sinir terminalleri üzerinde, aktif ve inaktif olduğunda sinapsın metabolik durumunu karşılaştıran birkaç deney tasarladılar. Yazarlar, sinir terminalleri ateşlenmediğinde bile, sinaptik veziküllerin yüksek metabolik enerji gereksinimlerine sahip olduğunu keşfettiler.
Protonları vezikülden dışarı çıkarmaktan ve böylece nörotransmiterleri emmekten sorumlu olan pompa hiç durmuyor gibi görünüyor. Bu yüzden de çalışması için sabit bir enerji akışı gerektiriyor. Aslında, bu “gizli pompa”, deneylerde istirahat halindeki sinapsın metabolik tüketiminin yarısından sorumluydu. Araştırmacılar, bunun nedeninin bu pompanın sızdırma eğiliminde olduğunu söylüyorlar. Bu nedenle, sinaptik veziküller, zaten nörotransmiterlerle dolu olsa da nöron aktif olmasa da pompaları aracılığıyla sürekli olarak protonları dışarıya saçmaktalar.
New York City Weill Cornell Medicine’den biyokimyager Timothy Ryan, “Bu bulgular, insan beyninin yakıt tedarikinin kesintiye uğramasına veya zayıflamasına neden bu kadar savunmasız olduğunu daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor. Bu enerji tüketimini güvenli bir şekilde azaltmanın ve böylece beyin metabolizmasını yavaşlatmanın bir yolu olsaydı, klinik olarak çok etkili olabilirdi” dedi.