Сниженная экспрессия лактатдегидрогеназы в зрелых олигодендроцитах и её значение для переноса продуктов гликолиза к аксонам

Олигодендроциты и астроциты метаболически связаны с нейрональными компартментами. Пируват и лактат могут переноситься между глиальными клетками и аксонами с помощью переносчиков монокарбоновых кислот. Однако лактат может синтезироваться или участвовать в метаболических реакциях только при наличии лактатдегидрогеназы (ЛДГ) — тетрамера, состоящего из субъединиц LDHA и LDHB в различных сочетаниях. Мы показали, что у мышей с клеточно-специфическим нарушением обоих генов Ldha и Ldhb в олигодендроцитах отсутствуют патологические изменения, указывающие на нарушение функции олигодендроцитов или недостаточную метаболическую поддержку аксонов. При совместном использовании иммуногистохимического, электронно-микроскопического методов и гибридизации in situ у взрослых мышей мы обнаружили, что у подавляющего большинства зрелых олигодендроцитов экспрессия ЛДГ не определяется. Даже в моделях нейродегенеративных заболеваний и у мышей в условиях метаболического стресса уровень ЛДГ не повышался. Напротив, на ранних этапах развития и в мозге с ремиелинизацией экспрессия LDHA отчётливо выявлялась в незрелых олигодендроцитах. Интересно, что при иммунной электронной микроскопии LDHA особенно концентрировалась в щелевых контактах между соседними астроцитами, а также в контактах между астроцитами и олигодендроцитами. Полученные данные позволяют предположить, что олигодендроциты метаболизируют лактат в процессе развития и ремиелинизации. В отличие от этого, для метаболической поддержки аксонов зрелые олигодендроциты могут выделять собственные продукты гликолиза в виде пирувата, а не лактата. Не имея ЛДГ, эти олигодендроциты также могут пропускать лактат по своим «миелиновым» каналам между астроцитами, соединёнными щелевыми контактами, и аксонами, не метаболизируя его. Мы предлагаем рабочую модель, согласно которой неодинаковое распределение ЛДГ между клетками белого вещества обеспечивает быстрый и эффективный перенос продуктов гликолиза между глиальными и аксональными компартментами.