Многие полагают, что жирные кислоты (ЖК) нужны мозгу в качестве источника энергии. Так ли это? Давайте разбираться.

Во-первых, стоит отметить, что основным источником энергии в нашем организме является глюкоза. Именно ее запасы используются в первую очередь. На втором месте стоят ЖК, но важно отметить, что для таких органов, как сердце и почки они являются наиболее предпочитаемым источником энергии. Это совсем не значит, что в этих органах нет окисления глюкозы (гликолиза), просто большее количество энергии в них образуется за счет бета-окисления жирных кислот (от 60% до 80%). В период длительного голодания наш организм начинает использовать в качестве энергетических субстратов кетоновые тела (бета-гидроксибутират и ацетоацетат). 

Для мозга первостепенно и жизненно необходимо поступление достаточного количества глюкозы. В случае, если глюкозы по каким-то причинам поступает недостаточно, в мозге активируются механизмы, отвечающие за синтез ферментов, необходимых для метаболизм кетоновых тел с целью получения энергии.

Во-вторых, мозг – это не только нейроны. Это еще астроциты, олигодендроциты, микроглиальные и стволовые клетки. И у каждого из этих типов клеток есть свои особенности метаболизма. Именно поэтому читая различную литературу можно встретить отличающуюся информацию касательно энергетического обмена в нервной ткани. На самом деле, за исключением некоторых нейронов гипоталамуса, окисление ЖК преимущественно происходит в астроцитах (Szrok-Jurga, S., 2023). 

В остальном, митохондрии нейронов взрослого мозга не окисляют ЖК. И у этого есть несколько причин:

1. Для мозга характерно высокое потребление энергии из-за активного взаимодейсвия между нейронами, астроцитами и кровеносными сосудами головного мозга. А выработка АТФ, связанная с бета-окислением ЖК, требует больше кислорода, чем процесс окисления глюкозы, тем самым увеличивая риск гипоксии нейронов;

2. Бета-окисление ЖК приводит к образованию супероксида, который в сочетании со слабой антиоксидантной защитой нейронов вызывает тяжелый окислительный стресс;

3. Окисление жирных кислот происходит слишком медленно для удовлетворения потребностей АТФ во время быстрой устойчивой электрической активности нейронов (Schnfeld, P., Reiser, G., 2013).

Таким образом, большая часть поступающих в мозг ЖК идет на синтез более сложных липидных молекул, таких как глицерофосфолипиды, ганглиозиды и др.

Кроме того, избыточное количество некоторых жирных кислот может активировать воспалительную передачу сигналов в микроглии, астроцитах и нейронах, что приводит к функциональным нарушениям и, в конечном итоге, к апоптозу нейронов (Dragano, N. R., 2020), поскольку ЖК – это еще и сигнальные молекулы.

Таким образом, использовать ЖК в качестве источника энергии для нейронов не только не удобно, но и не безопасно.

Источники:

Schnfeld, P., & Reiser, G. (2013). Why does brain metabolism not favor burning of fatty acids to provide energy? Reflections on disadvantages of the use of free fatty acids as fuel for brain. Journal of cerebral blood flow and metabolism : official journal of the International Society of Cerebral Blood Flow and Metabolism, 33(10), 1493–1499. https://doi.org/10.1038/jcbfm.2013.128

Szrok-Jurga, S., Turyn, J., Hebanowska, A., Swierczynski, J., Czumaj, A., Sledzinski, T., & Stelmanska, E. (2023). The Role of Acyl-CoA -Oxidation in Brain Metabolism and Neurodegenerative Diseases. International journal of molecular sciences, 24(18), 13977. https://doi.org/10.3390/ijms241813977

Dragano, N. R., Monfort-Pires, M., & Velloso, L. A. (2020). Mechanisms Mediating the Actions of Fatty Acids in the Hypothalamus. Neuroscience, 447, 15–27. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2019.10.012