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胶质细胞-神经元乳酸穿梭

栏目:神外前沿|编辑:INC|发布时间:2021-11-16 13:43 |

  胶质细胞-神经元乳酸穿梭。与周围组织不同,正常的神经星胶质细胞表现出积极的葡萄糖摄入能力,通过糖酵解为自身提供能量,产生并释放大量乳酸,然后被神经元积极消耗和氧化,称为星胶质细胞-神经元乳酸穿梭。神经元以星形胶质细胞产生的乳酸为主要能源,充分氧化磷酸化供能,类似于实体瘤的代谢重排。大脑代谢的异质性取决于星形胶质细胞和神经元中不同糖酵解酶的表达。

胶质细胞-神经元乳酸穿梭

  维持细胞膜电位和神经传导需要大量的能量。然而,大脑中的血氧和葡萄糖相当有限。星形胶质细胞在维持低能量生存的前提下,将乳酸作为高能基质贡献给神经元,不仅作为能量供应,还作为脂肪酸、核酸和蛋白质生物合成所需的前体。因此,葡萄糖分子可以重复使用,最大限度地发挥氧在神经元中的应用。

  星形胶质细胞和神经元之间存在如此明显不同的代谢模式,表明乳酸产生细胞和乳酸消耗细胞之间存在动态调节的代谢交换。乳酸不应简单地被视为神经元的能量基础,而是一种重要的信号分子,它可以独立于代谢效应来调节细胞的生物活动。研究表明,星形胶质细胞释放并被神经元吸收的乳酸是维持神经元活动所必需的,乳酸可以维持神经元的可塑性和记忆力。

  乳酸通过放大N-甲基-D-天冬氨酸受体受体(N-methyl-D-aspartidreceptor、NMDAR)介导的电流,增加细胞内钙浓度,调节神经元兴奋性。乳酸对暴露大脑皮层暴露于高浓度谷氨酸引起的兴奋毒性有神经保护作用;同时,神经保护功能也发挥在短期大脑动脉闭塞的中风模型中。

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