Мозг, обладая колоссальной потребностью в энергии и ограниченным буфером, крайне чувствителен к сбоям энергетического метаболизма. Гуанидинопропионовая кислота (GPA) — аналог креатина — влияет на систему креатинкиназы (CK), ключевую для поддержания уровней АТР в нейронах. Новые работы показывают, что GPA способна играть защитную роль, особенно при высоком энергетическом спросе или стрессе, например при судорогах и гипоксии. Это свойство делает вещество объектом пристального интереса для нейронаучных исследовательских инструментов и разработки терапии неврологических заболеваний.

Исследования GPA показывают умеренное снижение концентраций креатина, фосфокреатина и АТР, но при этом наблюдается выдающаяся устойчивость головного мозга. В отличие от скелетных мышц, где подобное истощение приводит к дисфункции, клетки мозга демонстрируют стабилизацию АТР при энергетических нагрузках. Это обусловлено адаптациями системы CK и других метаболических путей, обеспечивающих сохранение энергетического баланса даже при недостатке креатина.

При судорогах, характеризующихся всплеском нейрональной активности и быстрым расходом АТР, у животных, получавших GPA, сохраняются уровни АТР и увеличивается поток через реакцию CK. Это свидетельствует о способности мозга эффективно перераспределять энергию. При гипоксии, когда окислительное фосфорилирование ограничено, GPA предотвращает типичное падение фосфокреатина и АТР, наблюдаемое в контрольных группах. Важно, что введение GPA связано со снижением летальности у животных в моделях ишемии, усугубляющей энергодефицит.

Механизмы нейропротекции включают множественные эффекты. GPA способствует улучшению функции митохондрий, возможно, увеличивая их плотность и активность ряда окислительных ферментов, что поддерживает энергопродукцию при стрессе. Кроме того, пластичность системы CK — изменение изоформ или кинетических свойств в различных структурах мозга (серая и белая вещина) — позволяет демпфировать колебания энергии. Этот комплекс метаболических приспособлений помогает поддерживать целостность клеток и их функции при нехватке ресурсов.

Для исследователей, сосредоточенных на неврологическом энергетическом обмене, и разработчиков терапий нейродегенеративных заболеваний или острых травм мозга, GPA предоставляет интересующее соединение. Его способность усиливать энергетическую стабильность мозга и оказывать защиту от энергодефицита подчеркивает потенциал как терапевтического средства или исследовательского инструмента. Хотя необходимы дальнейшие — в том числе человеческие — исследования, текущие данные открывают новый путь поддержки мозгового здоровья в экстремальных условиях.