Maratonin osallistujien aivokuvantaminen osoittaa, että kun aivojen glukoositasot ovat vaarallisen alhaiset, jotkut neuronit saattavat alkaa kuluttaa myeliiniä. Tämä rasvakerros ympäröi aivojen hermokuituja ja auttaa viestien tehokkaassa siirrossa. Myeliini, joka ei ole vain staattinen eriste, näyttää olevan uudelleenkäytettävissä. Sen rakenne mukautuu ympäristön muutoksiin. Näyttää siltä, että tietyt aivosolut kierrättävät myeliiniä energian saamiseksi, mutta vain ehdottoman tarpeen vaatiessa.
Myeliini: energian varasto?
Kymmenen juoksijan, kahdeksan miehen ja kahden naisen, ennen ja jälkeen 42 kilometrin maratonin osallistumisen aikana saatujen MRI-kuvien analyysi paljasti merkittäviä muutoksia myeliinin merkkeissä aivojen valkeassa aineessa, joka on erityisen runsas rasvakerroksista.On havaittu, että kaksikymmentäneljästä neljäkymmentäkahteen tuntiin juoksun jälkeen myeliinin huomattava väheneminen ilmenee motorisia toimintoja, koordinaatiota sekä aistien ja tunteiden integraatiota käsittelevillä aivojen alueilla. Lisäksi myeliinin merkit alkoivat lisääntyä kaksi viikkoa kilpailun jälkeen ja palautuivat alkuperäiselle tasolleen kaksi kuukautta myöhemmin kuuden osallistujan kohdalla, jotka jatkoivat seurantaa.
Pedro Ramos-Cabrerin ja Alberto Cabrera-Zubizarreta johtaman tutkimusryhmän mukaan myeliini voisi toimia aivojen energian varastona, aktivoituen kun ravintoaineet loppuvat. He ehdottivat käsitettä "myeliinin metabolinen plastisuus" tämän ilmiön kuvaamiseksi.
Tämä hypoteesi kyseenalaistaa aikaisemmin hyväksytyn käsityksen, jonka mukaan aivot välttävät rasvojen käyttöä energian lähteenä. Vaikka tutkimus tehtiin pienellä otoksella, sen tulokset saavat tukea hiirillä tehdyistä tutkimuksista, jotka ovat osoittaneet, että myeliini voi toimia lipidivarastona glukoosin puutteen aikana.
Vaikutukset ja näkymät
Myeliini, joka näyttelee tärkeää roolia hermoston toiminnassa, menettää merkittävästi myeliiniä, mikä liittyy neurologisiin sairauksiin, kuten multippeliskleroosiin. On ehdotettu, että aivot, mobilisoimalla myeliiniä tietyiltä alueilta, voisivat aiheuttaa väliaikaista itsevauriota säilyttääkseen elimen kokonaisvaltaisen eheyden.Tämä havainto resonoi kognitiivisten tutkimusten kanssa, jotka ovat osoittaneet reaktioaikojen hidastumista ja muistisuoritusten heikkenemistä juoksijoilla heti maratonin jälkeen. On kuitenkin tärkeää huomata, että aivotoiminta paranee nopeasti palautumisvaiheessa.
Myeliini, jota on eniten aivojen uusimmilla alueilla, voisi edustaa merkittävää evolutiivista sopeutumista. Tämä rasvainen aine olisi ollut tärkeässä roolissa, mahdollistamalla esi-isillemme pitkien matkojen kulkemisen samalla kun kognitiivinen valppaus säilyi korkealla tasolla. Tämän tutkimuksen tulokset, jotka valaisevat tätä hypoteesia, on julkaistu tieteellisessä lehdessä Nature Metabolism.
Lisätietoja: Kuinka aivot käyttävät energiaa?
Aivot, huolimatta pienestä koosta, ovat äärimmäisen energiansyöppö elin. Ne kuluttavat noin 20 % kehon kokonaisenergiasta, vaikka ne edustavat vain 2 % sen massasta. Tämä huomattava energiankulutus on tarpeen neuronien jatkuvan toiminnan ylläpitämiseksi ja hermosignaalien siirron varmistamiseksi.Glukoosi on aivojen pääasiallinen energianlähde. Tämä yksinkertainen sokeri, jota kuljetetaan veressä, muunnetaan ATP:ksi (adenosiinitrifosfaatti), joka on aivosolujen käyttämä energiamolekyyli. Kuitenkin glukoosin puutteen aikana aivot voivat myös käyttää ketoaineita, joita maksa tuottaa rasvoista.
Myeliini, lipidivarastona, voisi näytellä avainroolia aivojen energiansaannissa intensiivisten fyysisten ponnistusten tai aineenvaihdunnallisten stressitilanteiden aikana. Tätä mekanismia, joka on vielä huonosti ymmärretty, tutkitaan perusteellisesti, jotta ymmärrettäisiin paremmin aivojen aineenvaihdunnan ja kognitiivisten toimintojen monimutkaisia vuorovaikutuksia.
Se, kuinka tehokkaasti aivot käyttävät energiaa, on olennaista niiden asianmukaiselle toiminnalle. Häiriöt energiansaannissa voivat johtaa neurologisiin ja kognitiivisiin häiriöihin. Onkin tärkeää ylläpitää jatkuvaa glukoosi- ja välttämättömien ravintoaineiden saantia aivojen terveyden varmistamiseksi.