Meritve laktata v nevronih in astrocitih v možganih vinske mušice po draženju z agonisti z G-proteini sklopljenih receptorjevSintič, Petra (Avtor) Vardjan, Nina (Mentor) nevroniastrocitilaktatosrednji živčni sistemvinska mušicaEnergijske potrebe možganov se med povišano nevronsko aktivnostjo znatno povišajo. Poleg D-glukoze postane pomemben energijski substrat za možgane tudi L-laktat. Astrociti so celice glije, ki podpirajo nevrone z energijskimi substrati, vključno z L-laktatom. V astrocitih nastaja L-laktat iz D-glukoze v procesu aerobne glikolize, ki poteka kljub zadostni razpoložljivosti kisika. L-laktat se nato preko specifičnih prenašalcev prenese iz astrocitov v nevrone, kjer se oksidativno presnovi, pri čemer nastaja energija. Presnova možganov se lahko uravnava preko aktivacije z G-proteini sklopljenih receptorjev (GPCR) na možganskih celicah. Noradrenalin je nevromodulator, ki se veže na adrenergične GPCR in igra ključno vlogo pri uravnavanju možganske presnove. Aktivacija adrenergičnih receptorjev v astrocitih sproži znotrajcelične signalne poti in presnovne odzive, kot sta pospešitev aerobne glikolize ter nastanek in sproščanje L-laktata. L-laktat lahko nato vstopi v nevrone, kjer se porabi kot vir energije, ali deluje zunajcelično kot signalna molekula, ki preko interakcije za laktat občutljivih GPCR v astrocitih (morda tudi v nevronih) pospeši aerobno glikolizo. Ali aktivacija drugih tipov GPCR lahko prav tako sproži aerobno glikolizo v astrocitih, ni znano. Prav tako je neznano, ali se lahko tudi v nevronih sproži aerobna glikoliza preko GPCR-signalizacije. Da bi proučili, ali aktivacija GPCR lahko vpliva na aerobno glikolizo v nevronih in/ali astrocitih v kontekstu celotnih možganov, smo kot modelni organizem uporabili vinsko mušico (Drosophila melanogaster). Vinska mušica je dragocen živalski model za raziskovanje možganske presnove, saj so osnovni mehanizmi delovanja živčnega sistema med vinsko mušico in sesalci evolucijsko ohranjeni. V možganih vinske mušice smo v nevronih in astrocitih selektivno izrazili genetsko kodirajoč laktatni FRET-senzor Laconic in nato spremljali znotrajcelično dinamiko L-laktata v optičnih režnjih, v realnem času, z uporabo konfokalne mikroskopije po dodatku različnih agonistov GPCR, vključno z oktopaminom (homolog noradrenalina v sesalcih), dopaminom, acetilholinom in Smart 009. Da bi ocenili, ali L-laktat lahko vstopa v možganske celice, smo izpostavili možgane vinske mušice povišani zunajcelični koncentraciji L-laktata. Draženje možganov vinske mušice z agonisti GPCR, oktopaminom, dopaminom in acetilholinom je povzročilo statistično značilno povišanje citosolne ravni L-laktata v nevronih, kar nakazuje na pospešeno aerobno glikolizo. Smart 009 ni povzročil statistično značilnih sprememb v ravni L-laktata v nevronih. V astrocitih je statistično značilen porast v znotrajceličnem L-laktatu sprožil le oktopamin. Tako nevroni kot astrociti so učinkovito sprejemali zunajcelični L-laktat, pri čemer so bili astrociti učinkovitejši. Sklepamo, da so v optičnih režnjih možganov vinske mušice primarno mesto GPCR-posredovane aerobne glikolize nevroni in ne astrociti.20252025-12-15 13:10:11Magistrsko delo/naloga176926VisID: 25381COBISS_ID: 265046019sl