Программирование митохондриального гомеостаза и биоэнергетики аксонов при нейродегенерации и регенерации

Митохондрии вырабатывают АТФ, необходимый для роста, функционирования и регенерации нейронов. Из-за полярного строения нейронов перед ними стоят особые трудности: необходимо доставлять митохондрии и поддерживать энергетический гомеостаз на протяжении длинных аксонов и их концевых ветвей, где потребность в энергии особенно высока. Хроническая митохондриальная дисфункция, сопровождающаяся биоэнергетической недостаточностью, — характерный патологический признак основных нейродегенеративных заболеваний. Повреждение головного мозга вызывает острое митохондриальное повреждение и локальный энергетический криз, ускоряющий гибель нейронов. Таким образом, нарушения поддержания митохондрий и дефицит энергии в аксонах становятся центральными проблемами при нейродегенеративных заболеваниях и повреждении головного мозга. Недавние исследования позволили выявить внутренние механизмы, с помощью которых нейроны в ответ на энергетический стресс поддерживают или перестраивают плотность и целостность аксональных митохондрий, а также их биоэнергетический потенциал. В этом обзоре представлены последние данные о том, как нейроны поддерживают функционально полноценный пул аксональных митохондрий, а также потенциальные терапевтические стратегии, направленные на восстановление биоэнергетики для обеспечения выживания, функционирования и регенерации нейронов.