دانشمندان برای اولین بار از توزیع لیپید در مغز انسان نقشه‌برداری کردند

دانشمندان در مطالعه توزیع لیپید در مغز انسان دریافته‌اند ۹۳ درصد لیپید موجود در مغز به‌صورت متفاوتی میان ماده سفید و خاکستری در نواحی قشر بینایی، قشر حرکتی و قشر جلویی مغز توزیع شده‌اند. نقشه‌برداری از این توزیع می‌تواند در درک اختلالات ذهنی و شناختی به پزشکان کمک کند.

در مقاله‌ای که اخیراً در مجله «Nature Communications»‌ چاپ شده است، دانشمندان دریافتند ناهنجاری‌های لیپدوم در مغز انسان می‌تواند از علل اصلی ابتلا به اختلالات ذهنی و بیماری‌های شناختی باشد؛ به‌این‌ترتیب، نقشه‌برداری از توزیع لیپید و بررسی ناهنجاری‌های توزیع آن می‌تواند به پزشکان در تشخیص و درمان بیماری کمک کند.

یکی از اجزای اصلی بافت مغز لیپیدها یا همان ترکیبات چربی هستند که ۳۵ تا ۴۰ درصد کل مولکول‌های موجود در ماده خاکستری مغز و حدود ۷۸ درصد از ماده سفید مغز را تشکیل می‌دهند. لیپیدهای بافت مغز بسیار متنوع هستند و شامل کلسترول، ترکیبات حاوی فسفر مانند فسفولیپیدها و اسفنگولیپیدها و سایر مولکول‌ها هستند.

ازآنجایی‌که لیپیدها در متابولیسم و رشد نورون‌ها، ارسال سیگنال‌ها بین سلول‌ها و کنترل فرایندهای التهابی نقش دارند، ناهنجاری در ترکیب لیپدوم با اختلالات شناختی مانند اوتیسم، اسکیزوفرنی و بیماری‌ آلزایمر مرتبط است.

بااین‌حال، رابطه میان لیپدوم و ویژگی‌های ساختاری بافت مغز به‌خوبی شناخته نشده است که همین امر سبب می‌شود استفاده از لیپیدها به‌عنوان نشانگرهای مولکولی برای تشخیص بیماری‌های مغز محدود شود.

محققان مؤسسه علم و فناوری «Skolkovo» و همکارانشان اولین نقشه جهان از لیپیدهای مغز انسان را تهیه کردند. آن‌ها نمونه‌های بافت مغز تهیه‌‍شده از چهار فرد بالغ و سالم را مطالعه کردند و ترکیب چربی در ۷۵ قسمت مختلف مغز آن‌ها را ارزیابی کردند.

لیپیدهای موجود در نمونه‌ها با استفاده از طیف‌سنجی جرمی شناسایی شدند که امکان تعیین ساختار یک مولکول را از نسبت جرم به بار و الگوی حرکت آن در میدان مغناطیسی فراهم می‌کند.

درمجموع، محققان ۴۱۹ لیپید مختلف را یافتند که اکثر آن‌ها (۹۳ درصد) به‌صورت نابرابر در بخش‌های مغز انسان توزیع شده‌اند؛ به‌عنوان مثال، زیرقشر (subcortex)، قشر حرکتی و قشر بینایی سطوح نسبتاً بالایی از کلسترول داشتند. درحالی‌که قشر جلویی مغز که مسیٔول رفتارهای اجتماعی پیچیده و تصمیم‌گیری‌هاست، سطوح نسبتاً پایینی از این چربی داشت.

ازآنجایی که بیشتر لیپیدها در غلاف میلین (غلافی از جنس غشا که آکسون را احاطه کرده و از آن حفاظت می‌کند. آکسون رشته بلند و باریکی است که وظیفه‌اش انتقال پیام عصبی به سایر سلول‌هاست) یافت می‌شوند، تیم محققان بررسی کردند که محتوای میلین در قسمت خاصی از مغز بر لیپیدوم تأثیر می‌گذارد یا خیر. درنهایت مشخص شد ماده سفید غنی از میلین بیشتر حاوی سرامیدها، دو دسته از فسفولیپیدها و لیپیدهایی با اسیدهای چرب اشباع‌شده است.

وظیفه اصلی ماده سفید انتقال سیگنال‌ها از طریق آکسون‌هاست؛ به همین دلیل تصور می‌شود این نوع لیپیدها با هدف انجام وظیفه خودشان برای بافت ضروری هستند.

از سوی دیگر، لیپیدهای اسید چرب غیراشباع چندگانه در ماده خاکستری غالب بودند که حاوی غلظتی از اجسام سلولی به‌جای آکسو‌ن‌ها و تقریباً بدون میلین است. این نشان می‌دهد چنین مولکول‌هایی ممکن است برای پردازش سیگنال در سلول‌ها مهم باشند.

محققان این پروژه قصد دارند لیپدوم زیرقشری را که این تحقیق فقط بخشی از آن را مطالعه کرده، کامل بررسی کنند و نمونه‌های مغزی از بیماران مبتلا به اختلالات روانی را نیز تجزبه‌وتحلیل کنند.

«ماریا اوسترووا» به‌عنوان یکی از محققین این مرکز گفت: «رمزگشایی کامل بالقوه لیپدوم به ما کمک می‌کند ماهیت بیماری روانی و تأثیر آن بر ساختار و عملکرد مغز را بهتر درک کنیم.»