Efectele interacțiunilor lactatului și monoxidului de carbon asupra neuroprotecției și neuroconservării partea 2

Calea de oxidare a acidului gras

Lipidele (clasificate în cinci subcategorii majore - acizi grași, trigliceride, sfingolipide, lipide sterol și fosfolipide) sunt importante pentru funcționarea și dezvoltarea normală a SNC și servesc ca molecule bioactive, substraturi energetice, acționând ca blocuri de construcție sau o combinație a acestora.

Există o relație strânsă între dezvoltare și memorie. În viața unei persoane, dezvoltarea nu este importantă doar pentru sănătatea fizică, inteligența și dezvoltarea personalității, ci și pentru memorie.

În primii câțiva ani după naștere, creierul bebelușului se dezvoltă rapid, iar aceasta este o perioadă deosebit de importantă de dezvoltare a creierului. În această perioadă, neuronii din creier vor stabili conexiuni, iar aceste conexiuni pot îmbunătăți capacitatea creierului de procesare a informațiilor. Acesta este motivul pentru care educația timpurie în copilărie și copilărie timpurie este atât de importantă.

În viitorul proces de creștere, menținerea în continuare a obiceiurilor bune de viață și a vieții regulate este favorabilă sănătății și dezvoltării fizice și este, de asemenea, o modalitate importantă de îmbunătățire a memoriei. De exemplu, exerciții fizice regulate, timp adecvat de somn și obiceiuri alimentare sănătoase. Aceste obiceiuri bune pot ajuta oamenii să rămână sănătoși și să îmbunătățească inteligența și memoria.

Pe scurt, dezvoltarea și memoria sunt inseparabile. Educația timpurie și procesul de creștere au un impact important asupra dezvoltării creierului. Menținerea unui stil de viață sănătos poate ajuta oamenii să mențină o stare fizică bună și să îmbunătățească memoria. Atâta timp cât acordăm întotdeauna atenție dezvoltării și sănătății și muncim din greu pentru a ne exercita și a ne menține corpul, ne putem crea o viață împlinită, fericită și sănătoasă pentru noi înșine. Se poate observa că trebuie să îmbunătățim memoria, iar Cistanche poate îmbunătăți semnificativ memoria deoarece Cistanche are efecte antioxidante, antiinflamatorii și anti-îmbătrânire, care pot ajuta la reducerea oxidarii și a reacțiilor inflamatorii din creier, protejând astfel sănătatea sistemul nervos. În plus, Cistanche poate promova, de asemenea, creșterea și repararea celulelor nervoase, sporind astfel conectivitatea și funcția rețelelor neuronale. Aceste efecte pot ajuta la îmbunătățirea memoriei, a capacității de învățare și a vitezei de gândire și pot preveni, de asemenea, apariția disfuncțiilor cognitive și a bolilor neurodegenerative.

Faceți clic pe cunoaște 10 moduri de a îmbunătăți memoria

Fatty acid imbalance affects CNS development and function. Fatty acids are the essential component of all lipids and consist of a carbon chain that ends in a carboxylic acid functional group (subclassified as short-chain fatty acids (2–4 carbons), medium-chain fatty acids (6–12 carbons), long-chain fatty acids (14–18 carbons), and very long-chain fatty acids with 18+ carbons.) If saturated, all of the carbons have hydrogen atoms and single bonds only exist between carbons whereas unsaturated fatty acids have carbon chains where a double bond has been introduced (mono- versus polyunsaturated defines whether there is more than one double bond.) Fatty acid β-oxidation results in the formation of acetyl-CoA as noted in the equation: β-oxidation of fatty acids->->->->->- >->->Acetil-CoA (Figura 1).

Oxidarea mitocondrială a acizilor grași are ca rezultat energie-o secvență repetată a patru reacții catalizate de acil-coadehidrogenaza, enoyl-coa tiolază, hidroxi acil-coA dehidrogenază și ketoacil-coa tiolază.

Acetil-CoA are ca rezultat o moleculă de acil gras care este cu doi atomi de carbon mai scurtă – ciclul de reacție se repetă (Figura 1). Cu un număr impar de atomi de carbon, propionil-CoA este produsul final. Acetil-CoA intră în ciclul acidului tricarboxilic și poate genera piruvat și, eventual, lactat. Propionil-CoA este transformat în succinil-CoA (substrat pentru gluconeogeneză prin formarea de oxalacetat).

Se pot genera piruvat și, eventual, lactat.46-50CoA acil gras citoplasmatic este transformat în acil carnitină grasă de către carnitina acil transferaza I, o enzimă a foiței interioare a membranei mitocondriale exterioare. Acilcarnitina grasă este apoi transportată printr-un antiport în schimbul carnitinei libere pe suprafața interioară a membranei mitocondriale interioare.

Therecarnitina acil transferaza II inversează procesul, producând acil-CoA gras și carnitină. Acest mecanism de transfer este necesar numai pentru acizii grași cu lanț mai lung, după cum urmează:

Acizii grași cu catenă medie și scurtă sunt independenți de carnitină. Ei traversează membranele mitocondriale și sunt activați în mitocondrie. În astrocite și neuroni mitocondrii și citosol, cele patru etape de-oxidare includ deshidrogenarea acil-CoA grasă pentru a face o legătură trans-dublă între carbon (necesită carbon scurt, mediu și longchain acil-coa dehidrogenaze, eliminate electronul de dinucleotidă cu adenină transferată de flavină) , Hidratarea dublei legături, deshidrogenarea grupului -hidroxil la o cetonă (electronremoved transferată la NAD+), acilarea (adăugarea de COA și producția de acetil -CoA.

Ciclul ureei

While the urea cycle and the tricarboxylic acid cycle (TCA) are independent cycles, they are linked. Fumarate that is produced in the cycle is an intermediate in the TCA cycle, metabolized to malate, and then to pyruvate and lactate (Figure 2). Urea cycle - Citrulline->->->argininosuccinate->->- >arginine and fumarate TCA cycle - Fumarate->->->malat.51-54

Calea pentozo-fosfatului

Taking place in the cytosol, the pentose phosphate pathway isanabolic more than catabolic, generates reducing equivalents,produces ribose 5-phosphate (needed for the synthesis of nucleotides and nucleic acids) and erythrose 4-phosphate (needed for the synthesis of aromatic amino acids), and is linked to glycolysis.During the oxidative phase (irreversible), glucose 6-phosphateis metabolized to ribulose 5-phosphate. Acesta din urmă poate fi obținut la fructoză 6- fosfat în timpul nonoxidativului (reversibil.)

Fosforilarea oxidativă

Cellular respiration depends on glycolysis (cytosol) whichresults in pyruvate, pyruvate transformation into acetylCoA (mitochondria), the citric acid cycle (acetyl-CoA ismodified in the mitochondria to produce energy precursors),and oxidative phosphorylation (or electron transport-linkedphosphorylation) – process where electron transport fromthe energy precursors from the citric acid cycle leads to thephosphorylation of adenosine diphosphate producing ATP (occurs in the mitochondria). 

Decuplarea dintre glicoliză și fosforilarea oxidativă implică împărțirea între piruvat (substratul principal pentru fosforilarea oxidativă condusă de glucoză) și lactat. In the mitochondria, succinate isreduced to fumarate by Complex II.

Acesta din urmă intră în ciclul Kreb și poate fi produs piruvatul (și apoi lactat prin lactat dehidrogenază (LDH)).58-60 Producția de oxid nitric inhibă, de asemenea, lanțul respirator mitocondrial la citocrom cooxidaza din astrocite, iar majoritatea glucozei consumate este eliberată sub formă de lactat. 61

Ciclul acidului citric

Oxidarea acetil-CoA la CO2 prin ciclul acidului citric este procesul central în producerea de energie. Procesul are ca rezultat, de asemenea, formarea de intermediari care pot fi transformați în principal în acizi grași, derivați de glucoză, acid -aminobutirica (GABA), glutamat, glutamină și aspartat.

Echilibrul dintre cele două procese biochimice legate de ciclu (anapleroza și catapleroza) este esențial pentru fiziologia normală a SNC.62 Carboxilarea piruvatului este importantă pentru sinteza glutamatului, GABA și aspartat (anapleroză) și este asociată cu activitatea cerebrală - fluxul prin piruvatecarboxilază este mai mare în starea de veghe comparativ cu anestezia profundfenobarbitală.63

Cu toate acestea, creierul nu poate metaboliza complet moleculele de 4- și 5-carbon – acestea trebuie îndepărtate prin catapleroză, un proces care poate fi legat de procese de biosinteză care au ca rezultat sinteza acizilor grași și aminoacizilor și gluconeogeneza.

Glutamatul pare a fi molecula care leagă anapleroza și catapleroza în ciclul Krebs.

Enzima malică citosolică și fosfoenolpiruvat carboxikinaza din astrocite transformă malatul și oxalacetatul în lactat, care părăsește creierul (sânge sau sistemul periventricular). Efluxul de lactat permite carboxilarea piruvatului în curs.64-66

Mișcarea lactatului în creier Navete cu lactat

Ipoteza navetei lactatului descrie mișcarea lactatului în interiorul și între celule și se bazează pe observația că lactatul este format și utilizat continuu în diferite celule în condiții atât anaerobe, cât și aerobe.

Interconversia lactatului și piruvatului are loc prin lactat dehidrogenase și este produs la site -uri cu rate mari de glicoliză și glicogenoliză. Lactatul joacă un rol important, deoarece un navetă și poate fi transmis pe site -uri adiacente sau îndepărtate și poate fi folosit ca un precursor gluconeogen sau substrat pentru oxidare.

Ipoteza abordează, de asemenea, rolul lactatului în controlul lipolitic, semnalizarea redox și expresia genelor și afirmă rolul lactatului în semnalizarea celulară, legătura endocrină/autocrină/paracrină între metabolismul oxidativ și glicolitic și furnizarea de substraturi gluconeogene și oxidative - L-lactate este considerat legătura dintre căile aerobe și glicolitice (substrat pentru respirația mitocondrială și un produs al glicolizei.).

Celulele producătoare de lactat glicolitic furnizează lactat care este preluat de sânge și reticulul mitocondrial (celule consumatoare de lactat oxidativ.)67,68 Anionul este disponibil metabolic în condiții aerobe și este important într-o buclă complicată de feedback - producția de lactat este promovată cu scăderea nivelului de ATP, ceea ce duce la capacitatea celulelor de a promova homeostazia ATP.

Starea redox, gradientul de concentrație și/sau gradientul de pH sunt cunoscute pentru a conduce aceste navete.6 Interacțiunile celulă-la-lactat sunt importante pentru funcționarea SNC. Există o funcție fiziologică anormală și o relație între astrocite și neuroni - naveta lactat astrocite-neuron.

O creștere a activității sinaptice sau condițiile scăzute de glucoză au ca rezultat transferul de lactat de la astrocite la neuroni care susțin metabolismul oxidativ neuronal.

Astrocitele exprimă MCT4 (un transportor cu afinitate scăzută pentru lactat, sugerând că lactatul produs prin glicoliză este exportat.) Neuronii exprimă MCT2 (un transportor cu afinitate mare pentru lactat.).

Ipoteza este că astrocitele produc lactat care este apoi absorbit de neuroni și oxidat pentru energie.69-71 Există și alte navete de lactat la celulă la SNC și acestea includ microglia și utilizarea lor preferențială a lactatului în condiții patologice, activitatea de navete de lactat în leziuni cerebrale traumatice și boli neurodegenerative și astrocite-microglia lactateshuttle.6,15,72,73.

Celulă la celulă, atunci când sunt cuplate la lactat, naveta intracelulară permite prezența simultană a căilor glicolitice (adică, glucoză la lactat) și oxidative (adică, lactat la piruvat la acetil-CoA). Această cale intracelulară a lactatului – schimbul de lactat și conversia în piruvat menținând echilibrul redox în citosol și mitocondrii – se crede că există între citosol și mitocondrii și între citosol și peroxizomi.15,74.

Sistem glympatic

Aproximativ 60% până la 68% din conținutul total de apă al creierului se află în spațiul intracelular și 32-40% în spațiul extracelular (12% până la 20% în lichidul interstițial (ISF), 10% în lichidul cefalorahidian (LCR), 10 % în sânge.) LCR, format de plexurile coroidiene (fără BBB), depinde de mișcarea osmotică și hidrostatică a fluidului, cristaloizilor și coloizilor din plasmă în stromă.

Sistemul glimfatic, parte integrantă a echilibrului fluidelor SNC și a eliminării deșeurilor, are canale perivasculare dependente de glial formate din celulele astrogliale, este dependent de acvaporină (AQP) 4 canale de apă pe picioarele astrocitelor, are clearance peri-venos și căi de influx peri-arterial, este conectat la sistemul limfatic asociat cu dura, nervii cranieni și vasele care sunt situate la ieșirile craniului și permite îndepărtarea continuă a ISF și LCR a produselor moleculare potențial dăunătoare.

Activitatea este crescută în timpul anesteziei generale și în timpul somnului și este scăzută la accident vascular cerebral, diabet zaharat, boala Alzheimer și îmbătrânire.75-82 Lactatul SNC (mai mare în timpul treazului decât în ​​timpul somnului și asociat cu reducerea glicolizei cerebrale), abiomarker al ciclului somn-veghe , este exportat sub formă de lactat de către sistemul glimfatic – concentrația de lactat din creier este invers corelată cu clearance-ul glimfatic-limfatic și raportul rezultat lactat/piruvat (și potențialul redox NADH/NAD) – și scade rapid odată cu debutul somnului.

Elimination of lactate during sleep combined with the lack ofelimination during wakefulness results in an increase of redoxstate with wakefulness (relative to sleep.)83-85

ELIMINAREA LACTATELOR DIN SISTEMUL NERVOS CENTRAL

Menținerea unui nivel normal de lactat în SNC depinde de utilizarea acestuia versus acumularea acestuia. În timp ce creierul în repaus eliberează lactat (eliberarea din diferite structuri ale creierului diferă în condiții bazale), aceasta crește treptat cu activarea creierului.86

Clearance-ul total al lactatului este determinat de metabolismul său în SNC, excreția prin capilare sau excreția prin LCR – sistemele de eliminare pot fi prin LCR, ISF din SNC și sânge.86-88 Au fost emise trei modele majore de eliminare a lactatului prin fluidele cerebrale. :1) limfaticele meningeale,89 sistemul glimfatic,83,90 și sistemul periarterial intramural.91,92Sistemul limfatic este o parte a sistemului vascular.

Periferic, plasma este filtrată prin endoteliul vascular al capilarelor din spațiul extracelular, peste 80% fiind reabsorbită în vasele venoase, iar restul în lichidul extracelular sau ISF.

ISF este apoi filtrat înapoi în limfatice care îl returnează în sistemul venos. În SNC, volumul lichidului cerebral este fix, există o restricție BBB a filtrării fluidului din plasmă în creier și nu există un acord comun cu privire la formarea ISF în creier.

Cele trei modele de formare a ISF care au fost propuse includ producția prin metabolismul creierului, secreția capilară cerebrală de substanțe dizolvate și ISF este o fracțiune a LCR reciclat (curge din plexul coroid în spațiul subarahnoidian și apoi în spațiul perivascular, unde LCR se contopește cu ISF care a fost generat de cerebral. capilare) – comunicarea limfatică cu fluidele cerebrale afectează clearance-ul lactatului, precum și pe cel al deșeurilor, bacteriilor, virușilor, toxinelor etc.93-95

Rețeaua extinsă de vase limfatice meningeale care ajută la clearance-ul macromolecular și la traficul de celule imune în SNC comunică, de asemenea, cu sistemul glimfatic, un sistem care permite perfuzia SNC prin ISF și LCR și completează clearance-ul intramural, periarterial.96-98

EXCES SAU PREA PUȚIN LACTAT

Menținerea nivelului de lactat este necesară pentru sănătatea și bunăstarea normală – un exces sau relativ prea puțin poate duce la modificări ale metabolismului organismului. Fluctuațiile nu se datorează, de obicei, nivelurilor scăzute de oxigen, deoarece hiperlactatemia poate apărea cu perfuzie/oxigenare tisulară normală și hipolactatemie relativă cu perfuzie/oxigenare tisulară slabă.

Deși producția de lactat (precursorul gluconeogen principal, o moleculă de semnalizare și o sursă principală de energie) are loc în mod normal în timpul repausului, acesta este crescut cu sepsis, pancreatită, traumatisme, insuficiență cardiacă etc.68,99-102 Acidoza lactică rezultată, supraproducție sau subutilizarea acidului lactic, organismul nefiind capabil să se adapteze la aceste modificări, este asociată cu o acumulare de acid și un dezechilibru al nivelului pH-ului organismului.

Nivelurile crescute sunt utilizate ca biomarker pentru risc și terapie, iar nivelurile ridicate sunt asociate cu un risc crescut de deces, independent de insuficiență de organ și șoc.103-105 Au loc reprogramarea metabolică celulară, inflexibilitatea metabolică și o scădere a proliferării celulare.106-111 Efectele asupra sistemului cardiovascular pot duce la hiposensibilitate a sistemului vascular la vasopresoare și reducerea contractilității cardiace. Raportul NAD+/NADH, producția de specii reactive de oxigen, reglarea genelor, eliberarea factorului de creștere a endoteliului vascular/interleukinei-1/factorului de creștere transformator- și activarea Sirtuinelor în zona afectată.101,109-112 Lactică severă acidoza a fost sugerată ca o condiție prealabilă a infarctului cerebral din ischemia completă.

Acest lucru se poate datora metabolismului crescut al glucozei din creier la lactat și efectului său asupra astrocitelor, deoarece lactatul excesiv este considerat a fi dăunător SNC și poate afecta recuperarea după traumatisme cerebrale, anoxie, epilepsie și ischemie. produs sau un substrat util.

While acute and chronicpathologies alter brain metabolism resulting in changes inlactate concentration, lactate is a preferred fuel over glucosein brain preparations.32,112,113 When there is an increase in bloodlactate in exercising humans (or when exogenous lactate issupplied), lactate is the major gluconeogenic precursor andsubstitutes for glucoza ca substrat energetic – crește absorbția de lactat cerebral.

Improved cognitive function in brain-injuredrats given intravenous lactate therapy and rapid increases oflactate MCT protein expression in rat brains following traumatic brain injury suggest that lactate metabolism in humansfollowing traumatic brain injury is significant to recovery. Rolurile lactatului în metabolismul cerebral normal și cu patologia SNC sunt în curs de redefinire.

Lactate supports hepatic andrenal gluconeogenesis which is important to brain metabolism,production by the body indirectly supplies glucose to the injured brain, isotopically labeled lactate is directly consumedand used by the injured human brain, and exogenous lactateinfusion augments cerebral substrate supply when glycolysis isaffected.{{ 0}} Modificările lactatului, care reflectă metabolismul general, sunt afectate de hemo-oxigenază (și CO) și afectează sănătatea SNC.

EFECTELE MONOXIDULUI DE CARBON ASUPRA LACTATULUI DIN SISTEMUL NERVOS CENTRAL

Concentrația de lactat extracelular al SNC crește odată cu neuropatologie, precum și cu activarea SNC - ambele duc la o eliberare semnificativă de lactat.117 Acesta din urmă, care poate fi asociat cu excitotoxicitate, poate duce la leziuni neuronale și moarte, deoarece excitotoxicitatea este o componentă majoră a patologiei SNC.{{2} }L-lactat (protejează neuronii împotriva excitotoxicității, un regulator și metabolit în SNC, reglează expresia plasticității sinaptice și a genelor de neuroprotecție în neuronii corticali, promovează angiogeneza/evadarea imună/migrația celulelor, servește ca substrat care economisește glucoza, reglează fluxul sanguin cerebral ,și joacă un rol important în învățare și memorie)123-127acționează ca o moleculă de semnalizare în stările patologice,123-125 este neuroprotector, iar efectele sunt direcționate către neurotransmisie.

S-a descoperit că CO modulează nivelurile de L-lactat din astrocite, oferind dovezi că hemoxigenaza și sistemele L-lactateneuroprotectoare interacționează.8 Relația dintre L-lactatul SNC și sistemul hemoxigenază/CO este complexă. Proprietățile citoprotectoare ale hemoxigenazelor sunt atribuite producției de CO.

Producția endogenă provine din metabolismul hemului (cel puțin 86%) și din surse independente de hem, care includ peroxidarea lipidelor catalizate de ascorbat de fier a lipidelor și fosfolipidelor microzomale, foto-oxidarea compușilor organici, oxidarea auto și enzimatică a fenolilor și reducerea ofcitocrom b5.

Izozimele hemo-oxigenazei catalizează primul pas și limitativ de viteză în degradarea hemului în CO, fier și biliverdină. Efectele neuroprotectoare ale CO sunt metabolice (suport metabolic, reglarea fluxului sanguin local, sinteza/depozitarea glicogenului, formarea neuro-gliale). -unitatea vasculară și interfața glio-vasculară), moleculară (reglarea pH-ului, transportul apei/homeostazia, homeostazia neurotransmițătorilor, homeostazia ionică), organ (efecte asupra sistemului limfatic și BBB), celular/rețea (plasticitate sinaptică, sinaptogeneză/întreținere/). eliminarea, neurogeneza, dezvoltarea/orientarea neuronale, arhitectura definitorie a SNC) și nivelurile sistemice (afectează somnul, reglează echilibrul energetic, important pentru chemosensing). Interacțiunile dintre L-lactatul SNC și hemoxigenaza/sistemele CO care afectează neuroprotecția pot avea loc la mai multe niveluri.

Metabolic

Suport metabolic

Metabolismul energetic susține funcția cerebrală, are intervale dinamice de la moment la moment, implică interacțiuni funcționale și metabolice esențiale între neuroni și astrocite și este compartimentat.

Neuronii și astrocitele sunt dependente unul de celălalt pentru sprijinul metabolic al SNC. Formarea lactatului de către astrocite este un răspuns la stimularea neuronală – lactatul suplimentează furnizarea de energie SNC în timpul euglicemiei, poate contribui la creșterea rezervelor de ATP (creierul prioritizează reglarea propriei concentrații de ATP) și este un substrat primar al ciclului acidului tricarboxilic.

Rata metabolismului oxidativ în astrocite poate crește la fel de mult ca rata metabolismului neuronală ca răspuns la stimularea senzorială. În acest mediu, există un gradient de lactat în picioare, cu o concentrație mai mare delactat la astrocite decât neuronii și neuronalactatul poate fi extrudată la neuronii din apropiere, cu concentrații mai mici de lactat de lactat, cu concentrații mai mici de lactat de lactat mai scăzut sau spaţiul extracelular.

Absorbția astrocitară de K+, dar nu și absorbția astrocitară de glutamat cuplată Na+-, este importantă pentru stabilirea unui parteneriat metabolic neuron-astrocite. O scădere a indicelui de oxigen-glucoză – însoțită de stimularea formării piruvatului (și, prin urmare, a formării de lactat) și a respirației astrocitelor – este observată și cu activarea neuronală. -celulele neuronale (adică, astrocitele) și astrocitele conțin glicogen care poate fi transformat în L-lactat (vezi mai sus).

Nivelurile locale crescute de CO poate crește formarea de L-lactat astrocitelor și, prin urmare, poate afecta expresia bolilor neurologice.8 Sunt necesare studii pentru a evalua în continuare efectele CO asupra formării astrocitelactatului (și asupra suportului metabolic) și interacțiunea dintre CO, formarea lactatului astrocitelor, suport metabolic și boli neurologice.

Reglarea fluxului sanguin local

Cuplarea neurovasculară are ca rezultat o creștere locală a fluxului sanguin pentru a se potrivi cerințelor de energie și apare fiziologic și în boli la nivelurile capilar și arteriolelor (difermecanistic.).

La nivel capilar, aceasta depinde de semnalizarea calciului (concentrația de calciu se modifică ca răspuns la activitatea neuronală). Dilatarea arteriolei este dependentă de activarea receptorului de Nmetil-D-aspartat (NMDA) și de sinteza nitrioxidului.130 CO și lactatul afectează semnalizarea calciului și receptorii NMDA și, prin urmare, fluxul sanguin potențial local al SNC și acesta din urmă poate fi dependent de concentrația de CO.

Se știe că CO este un modulator vascular endogen care funcționează atât ca vasoconstrictor, cât și ca vasodilatator și este foarte protector al vascularizației. Acţiunea vasoconstrictoare poate fi asociată cu generarea de specii reactive de oxigen.131 În SNC, gazotransmiţătorul dilată arteriolele cerebrale. Stimulii vasodilatatori (convulsii, hipoxie, adenozin difosfat, stimulare glutamatergică) au ca rezultat o creștere a CO. CO se leagă de celulele musculare netede Ca2+-canalul K+ activat BKCa) hemul legat de canal, ceea ce duce la o creștere a Ca{{4. }} declanșează cuplarea cu BKCa (se leagă și direct de canalul BKCa în diferite locații) rezultând vasodilatație. Inhibarea hemoxigenazei afectează dilatarea sistemului vascular la aceste stimuli.

Apoptoza și căile generatoare de oxidanți sunt, de asemenea, inhibate.132,133 Lactatul poate acționa ca un regulator dependent de doză al microcirculației cerebrale prin afectarea răspunsului hiperemic, care poate fi legat de o afectare redox citosolică, iar optimizarea fluxului sanguin poate interacționa cu nitrioxidul și metaboliții acidului arahidonic. eliberate de celulele neuronale și gliale în timpul activității neuronale.109,134,135 Deoarece atât CO cât și lactatul afectează canalele de calciu și NMDA, relația între ele, canalele de calciu/NMDA și fluxul sanguin local al SNC sunt întrebări importante care nu au fost abordate. Sunt necesare studii suplimentare.

Sinteza și stocarea glicogenului

Un polimer al glucozei, glicogenul este prezent în SNC la concentrații scăzute în raport cu ficat și mușchiul scheletic și, în creierul dezvoltat la mamifere în condiții normale, este localizat predominant în astrocite (a fost găsit în neuronii embrionari). Sinteza este în mai multe etape. proces, este strâns reglat și este necesar transportul glucozei prin BBB.

Glicogen sintetaza și enzima de ramificare a glicogenului alungă lanțurile de glucoză și introduc puncte de ramificare. Astrocitele sărace de glicogen nu au la fel de reușite în susținerea neuronilor precum cele care nu au glicogen.136-138Metabolismul glicogenului din astrocite este important pentru funcționarea SNC. Substanța este prea mare pentru a fi eliberată și pentru a călători între celule, dar studiile au arătat că astrocitele eliberează lactat în medii.1,3,7,8,19,22 Modulate de mai mulți factori, semnalele de activitate neuronală au ca rezultat eliberarea astrocitelor de lactat – format predominant. în astrocite din glucoză sau glicogen și transferate de la astrocite la neuroni pentru a se potrivi cu nevoile energetice neuronale și pentru a furniza semnale care modulează funcțiile neuronale și sunt importante pentru sănătatea și boala SNC. CO modulează nivelurile de L-lactat (și, prin urmare, metabolismul glicogenului) în astrocite și este în curs de studiu în continuare.3,8,139,140.

Formarea unității neuro-gliale-vasculare și a interfeței glial-vasculare

Compusă din neuroni, astrocite, celule microgliale, celule endoteliale, pericite, celule musculare netede și celule sanguine circulante, unitatea neuro-glială-vasculară interacționează pentru a controla comunicarea sinaptică, funcția BBB, alimentarea locală cu sânge, dezvoltarea neuronală și funcția de supraveghere/imunitară.

Modelele (modelul Buxton-Want de dinamică vasculară, formularea Hodgkin-Huxley a excitabilității membranei neuronale, modelul biofizic al căilor metabolice) ale unității neuro-gliale-vasculare descriu dinamica neuronală și susțin că energia din interiorul neuronului este dinamică și depinde de activitatea neuronală - lactat în astrocite poate alimenta activitatea neuronală – și vascularizația locală.

Naveta astrocite-neuron lactat este prezisă de aceste modele – dinamica temporală a lactatului tisular, a glucozei tisulare și a consumului de oxigen și semnalul BOLD raportat studii inumane prezise corect, transferul lactatului de la astrocite la neuroni observat ca răspuns la activitatea, dinamica lactatului extracelular și a oxigenului. după cum s-a observat in vivo la șobolani, s-a prezis corect, metabolismul oxidativ neuronal a crescut mai întâi la activare, cu o creștere ulterioară întârziată a glicolizei astrocitare.141,142 Acest lucru necesită MCT.

S-a demonstrat că oxidul nitric reglează în jos MCT 1. Efectul CO asupra MCT și, prin urmare, efectele lactatului asupra unității neuro-gliale-vasculare nu au fost studiate.

For more information:1950477648nn@gmail.com