Recent onderzoek aan de Yale School of Medicine heeft aangetoond dat neuronen in de hersenen hun eigen glycogeenvoorraden hebben, die fungeren als 'back-upbatterijen' om de hersenfunctie te ondersteunen tijdens metabole stress. Deze ontdekking werpt nieuw licht op de rol van neuronen in energiehuishouding en biedt potentiële aanknopingspunten voor de behandeling van neurologische aandoeningen.
Traditioneel werd aangenomen dat gliacellen, een type ondersteunende hersencel, verantwoordelijk waren voor het opslaan en leveren van energie aan neuronen. Het nieuwe onderzoek toont echter aan dat neuronen zelf in staat zijn om glycogeen op te slaan en af te breken, vooral wanneer de primaire energiebronnen, zoals mitochondriën, niet optimaal functioneren. Onder omstandigheden van beperkte zuurstoftoevoer, zoals hypoxie, kan het opgeslagen glycogeen dienen als een snel toegankelijke energiebron, waardoor neuronen actief blijven wanneer andere systemen mogelijk niet functioneren.
De onderzoekers gebruikten het microscopische rondwormmodel Caenorhabditis elegans en een fluorescerende biosensor om de neuronale reacties op energiestress te monitoren. Ze ontdekten dat het enzym PYGL-1, de wormversie van het menselijke glycogeenfosforylase-enzym, betrokken is bij de afbraak van glycogeen in neuronen. Het blokkeren van dit enzym resulteerde in een verminderde energieproductie tijdens hypoxie, terwijl het herstellen van de enzymactiviteit dit effect omkeerde.
Deze bevindingen hebben belangrijke implicaties voor het begrijpen en behandelen van neurologische aandoeningen zoals beroertes, neurodegeneratie en epilepsie, waarbij energiestress een rol speelt. Het verbeteren van het vermogen van neuronen om glycogeen te gebruiken, kan een veelbelovende strategie zijn voor de ontwikkeling van nieuwe behandelingen. Bovendien kan het verminderen van de impact van neurologische aandoeningen de productiviteit van de beroepsbevolking verhogen en de kosten voor de gezondheidszorg op de lange termijn verlagen.
Het onderzoek benadrukt het potentieel voor investeringen in onderzoek naar hersenmetabolisme en de ontwikkeling van innovatieve therapieën. Door de economische voordelen van deze onderzoekslijn te benadrukken, kunnen beleidsmakers en investeerders worden aangemoedigd om middelen te verstrekken die de vooruitgang op dit gebied versnellen, wat uiteindelijk zowel de gezondheid van individuen als de economie ten goede komt.