Bilim İnsanları Sonunda Beynin Dinlenirken Bile Neden Bu Kadar Enerji Tükettiğini Keşfettiler
İnsan beyni, vücudun geri kalanından 10 kat daha fazla enerji tüketir ve dinlenirken ortalama olarak yakıt alımımızın yüzde 20'sini tüketir. Bunu zaten daha önceki paylaşımlarımızdan biliyorsunuz.
.
'Beyin ölümü' olduğu söylenen koma hastalarında bile, beyin tarafından kullanılan enerji sadece iki ila üç kat daha az enerji tüketilir.
.
Bu, insan sinirbiliminin en büyük gizemlerinden biridir. Neden büyük ölçüde aktif olmayan bir organ bu kadar çok güce ihtiyaç duymaya devam ediyor? Sorusu da doğal olarak en çok merak edilen sorulardan biridir.
.
Yeni bir çalışma, nöronlarımızda saklanan küçük ve gizli bir yakıt avcısının olduğu cevabını veriyor.
.
Bir beyin hücresi başka bir nörona bir sinyal ilettiğinde, bunu bir sinaps veya aralarındaki küçük bir boşluk aracılığıyla yapar.
.
İlk olarak, sinaps öncesi nöron, kuyruğunun ucuna, sinapsa en yakın olana bir demet vezikül gönderir. Bu veziküller daha sonra nöronun içinden nörotransmiterleri emer ve iletilmesi gereken mesajları tutan bir tür "zarf" gibi davranır.
.
Bu doldurulmuş "zarflar" daha sonra nöronun en ucuna taşınır, burada "yerleşirler" ve zara kaynaşırlar ve 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 beyin enerjisi gerektirdiğini zaten biliyoruz . Sinapsa en yakın sinir uçları (terminaller) yeterli enerji molekülünü depolayamaz, bu da beyinde elektrik mesajlarını iletmek için onları kendi başlarına sentezlemeleri gerektiği anlamına gelir.
.
Bu nedenle, aktif bir beynin çok fazla enerji tüketmesi mantıklıdır. Fakat sinirsel ateşleme bittiğinde ve kesecik asla zara kenetlenmediğinde bu sisteme ne olur? Organ neden gücü yutmaya devam ediyor? Soruları yine akla takılan ve cevapları aranan sorular olarak karşımıza çıkıyor.
.
Bunu anlamak için araştırmacılar, sinir terminalleri üzerinde, aktif ve inaktif olduğunda sinapsın metabolik durumunu karşılaştıran birkaç deney tasarladılar.
.
Araştırmacılar, sinir terminalleri ateşlenmediğinde bile, sinaptik veziküllerin yüksek metabolik enerji gereksinimlerine sahip olduğunu buldular.
.
Protonları vezikülden dışarı itmekten ve böylece nörotransmiterleri emmekten sorumlu olan pompa hiç durmuyor gibi görünüyor. Ayrıca çalışması için sabit bir enerji akışı gerektirir.
.
Aslında, bu 'gizli' pompa, deneylerde istirahat halindeki sinapsın metabolik tüketiminin yarısından sorumluydu.
.
Araştırmacılar, bunun nedeni, bu pompanın sızdırma eğiliminde olduğunu söylüyor. Bu nedenle, sinaptik veziküller, zaten nörotransmiterlerle dolu olsalar ve nöron aktif olmasalar bile, pompaları aracılığıyla sürekli olarak protonları dışarı saçarlar.
.
"İnsan beynindeki çok sayıda sinaps ve bu sinir terminallerinin her birinde yüzlerce SV'nin varlığı göz önüne alındığında, sinapsları 'hazır' bir durumda hızlı bir şekilde geri döndürmenin bu gizli metabolik maliyeti, büyük [presinaptik enerji] pahasına meydana gelir. Araştırmacılar bu yakıt harcamaları, muhtemelen beynin metabolik talepleri ve metabolik güvenlik açığı olduğunu ve bunun önemli ölçüde katkıda bulunduğunu düşünüyorlar.
.
Farklı nöron tiplerinin bu kadar yüksek metabolik yüklerden nasıl etkilenebileceğini anlamak için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır, çünkü hepsi aynı şekilde yanıt vermeyebilir.
.
Örneğin, beyindeki bazı nöronlar enerji kaybına karşı daha savunmasız olabilir ve oksijen veya şekerden yoksun olsa bile neden bu habercileri korumamıza izin verebileceğini bulmak gibi bir çalışma da gereklidir.
.
New York City'deki Weill Cornell Medicine'den biyokimyacı Timothy Ryan," Bu bulgular, insan beyninin neden yakıt arzının kesintiye uğramasına veya zayıflamasına karşı bu kadar savunmasız olduğunu daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor " diyor.
.
"Bu enerji tüketimini güvenli bir şekilde azaltmanın ve böylece beyin metabolizmasını yavaşlatmanın bir yolu olsaydı, klinik olarak çok etkili olabilirdi." Gibi bir sonucu da elde etmek önemli bir ilerlemedir.
.
Bilimsel veriler makalesinin özet, düzenleme ve deelemsi herhangi bir meraklı arkadaşımızın anlayacak olduğu şekilde çevirisi ve düzenlemesi bu şekilde yapıldı.
İstanbul’un Siyasi Gazetesi