Badania (https://www.nature.com/articles/s42255-025-01314-w) nad metabolizmem glikogenu w mózgu przeprowadzili naukowcy z Buck Institute for Research on Aging (USA).

Glikogen to zbudowany z połączonych cząsteczek glukozy wielocukier (polisacharyd), który organizmy zwierzęce wykorzystują do magazynowania glukozy. Zapas glikogenu – przede wszystkim w wątrobie i mięśniach - to rezerwa energetyczna, szczególnie ważna podczas wysiłku fizycznego i w okresach głodu. Niewielkie ilości glikogenu występują również w mózgu, zwłaszcza w komórkach podporowych zwanych astrocytami, jednak naukowcy uważali, że nie odgrywa on tam istotnej roli.

„Nowe badanie podważa ten pogląd, co ma uderzające implikacje — powiedział biorący udział w badaniu prof. Pankaj Kapahi. - Zmagazynowany glikogen nie tylko gromadzi się w mózgu; bierze udział w patologii”.

Zespół badawczy pod przewodnictwem doktora Sudipty Bara prowadził badania na modelach tauopatii (grupy chorób neurodegeneracyjnych, w tym choroby Alzheimera) u much oraz na ludzkich tkankach. Jak się okazało, zarówno musze, jak i ludzkie patologiczne neurony gromadzą nadmiar glikogenu. Co ważniejsze, ten nagromadzony glikogen wydaje się przyczyniać do postępu choroby.

Białko tau, które u pacjentów z chorobą Alzheimera zlepia się w splątki, wydaje się fizycznie wiązać z glikogenem, co zapobiega jego rozpadowi. Kiedy glikogen nie może zostać rozłożony, neurony tracą istotny mechanizm radzenia sobie ze stresem oksydacyjnym, co sprzyja starzeniu się i neurodegeneracji.

Zdaniem autorów badania rozkład glikogenu w neuronach może chronić mózg przed gromadzeniem się amyloidu i degeneracją. Przywracając aktywność enzymu zwanego fosforylazą glikogenu (GlyP) — który rozpoczyna proces rozkładu glikogenu – udało się zmniejszyć uszkodzenia związane z tau u muszek owocowych i w neuronach pochodzących z ludzkich komórek macierzystych.

Zamiast wykorzystywać glikogen jako paliwo do produkcji energii, neurony wspomagane przez enzymy przekierowały cząsteczki cukru do szlaku pentozofosforanowego (PPP) — krytycznej ścieżki wytwarzania NADPH (fosforanu dinukleotydu nikotynoamidoadeninowego) i glutationu, cząsteczek chroniących przed stresem oksydacyjnym.

„Dzięki zwiększeniu aktywności GlyP komórki mózgowe mogłyby lepiej detoksykować szkodliwe reaktywne formy tlenu, zmniejszając w ten sposób uszkodzenia, a nawet wydłużając życie much z modelem tauopatii” — powiedział Bar.

Ponadto badacze wykazali, że niskokaloryczna dieta (DR)- znana z tego, że wydłuża życie — naturalnie zwiększa aktywność GlyP i poprawia wyniki związane z tau u muszek. Podobny efekt udało się osiągnąć farmakologicznie, używając cząsteczki zwanej 8-Br-cAMP.

Autorzy potwierdzili również gromadzenie się glikogenu i ochronne działanie GlyP w ludzkich neuronach pochodzących od pacjentów z otępieniem czołowo-skroniowym (FTD).

„Ta praca może wyjaśnić, dlaczego leki GLP-1, obecnie szeroko stosowane w celu utraty wagi (takie jak semaglutyd, czyli Ozempic – przyp. PAP) są obiecujące w walce z demencją, potencjalnie poprzez naśladowanie diety niskokalorycznej” — zaznaczył Kapahi.

Jego zdaniem nowe badanie nie tylko podkreśla metabolizm glikogenu jako nieoczekiwanego bohatera w mózgu, ale także otwiera nowy kierunek w poszukiwaniu metod leczenia choroby Alzheimera i pokrewnych chorób. „Odkrywając, w jaki sposób neurony zarządzają cukrem, być może odkryliśmy nową strategię terapeutyczną: taką, która ukierunkowuje wewnętrzną chemię komórki, aby zwalczać zmiany związane z wiekiem. W miarę starzenia się społeczeństwa, takie odkrycia dają nadzieję, że lepsze zrozumienie — a być może przywrócenie równowagi — ukrytego kodu cukrowego naszego mózgu może odblokować potężne narzędzia do walki z demencją” – podsumował prof. Kapahi.

Paweł Wernicki (PAP)

pmw/ agt/