Effetti tal-Interazzjonijiet Lactate u Monossidu tal-Karbonju fuq Neuroprotection u Newropreservation Parti 1

Astratt

Lactate, storikament meqjus bħala prodott ta 'skart tal-metaboliżmu anerobiku, huwa metabolit fil-metaboliżmu tal-ġisem kollu meħtieġ għall-funzjonijiet normali tas-sistema nervuża ċentrali (CNS) u molekula qawwija ta' sinjalazzjoni u ormon fis-CNS.

Is-sistema nervuża ċentrali hija waħda mis-sistemi nervużi l-aktar importanti tal-bnedmin. Huwa għandu rwol vitali fl-attivitajiet fiżiċi tagħna, is-sensi, u l-memorja. Il-memorja, b’mod partikolari, għandha impatt kbir fuq il-ħajja u x-xogħol tagħna.

Is-sistema nervuża ċentrali tikkonsisti f'żewġ partijiet: il-moħħ u l-korda spinali. Il-kumplessità tagħhom tgħinna naħsbu, nipperċepixxu u naġixxu b’diversi modi. Fosthom, il-moħħ huwa l-qalba tas-sistema nervuża ċentrali, u huwa wieħed mill-aktar organi tal-għaġeb tal-bnedmin. Jista 'jikkoordina l-ħsieb u l-perċezzjoni tagħna u jikkontrolla diversi movimenti ta' ġisimna. Fl-istess ħin, il-moħħ huwa wkoll il-bank tal-memorja tagħna. Il-memorji kollha huma maħżuna fil-moħħ, u l-lingwa, l-għarfien u l-esperjenza tal-ħajja tagħna jiġu mill-memorja fil-moħħ.

Ir-relazzjoni bejn is-sistema nervuża ċentrali u l-memorja hija mill-qrib ħafna. Jekk ikun hemm problema fis-sistema nervuża ċentrali tagħna, din se taffettwa l-memorja tagħna. Pereżempju, meta s-sistema nervuża ċentrali tkun affettwata minn trawma, avvelenament, infezzjoni u fatturi oħra, dan iwassal għal indeboliment konjittiv u telf ta 'memorja. Meta niltaqgħu ma' din is-sitwazzjoni, nistgħu nieħdu xi miżuri biex intejbuha.

L-ewwel huwa l-eżerċizzju tal-moħħ. L-użu tal-moħħ huwa l-aħjar mod biex ittejjeb il-memorja. Tista 'teżerċita s-sistema nervuża ċentrali tiegħek billi tilgħab logħob tal-memorja, titgħallem għarfien ġdid, tisfida problemi ta' ħsieb diffiċli, eċċ., biex iżżid l-enerġija u l-flessibilità tal-moħħ.

It-tieni huwa l-eżerċizzju fiżiku. L-eżerċizzju fiżiku jista 'jtejjeb il-funzjoni kardjovaskulari, jippromwovi ċ-ċirkolazzjoni tad-demm fil-moħħ, iżid ir-reżistenza fiżika, eċċ., li kollha jistgħu jgħinuna ntejbu l-funzjoni tas-sistema nervuża ċentrali u b'hekk intejbu l-memorja tagħna.

Barra minn hekk, għandna wkoll inżommu burdata kuntenta. L-istabbiltà emozzjonali tgħin il-funzjonament normali tas-sistema nervuża ċentrali, speċjalment l-emozzjonijiet pożittivi jistgħu jgħinu biex itejbu l-memorja tagħna.

Fil-qosor, ir-relazzjoni bejn is-sistema nervuża ċentrali u l-memorja hija mill-qrib ħafna. Għandna nagħmlu l-almu tagħna biex nipproteġu u ntejbu s-sistema nervuża ċentrali tagħna biex inżommu s-saħħa tal-ġisem u l-moħħ tagħna u ntejbu l-memorja tagħna. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn ntejbu l-memorja. Cistanche jista 'jtejjeb il-memorja b'mod sinifikanti minħabba li Cistanche hija mediċina tradizzjonali Ċiniża b'ħafna effetti uniċi, li wieħed minnhom huwa li jtejjeb il-memorja. L-effikaċja ta 'Cistanche ġejja mid-diversi ingredjenti attivi li fih, inkluż aċidu tanniku, polisakkaridi, glikożidi flavonojdi, eċċ., Li jistgħu jippromwovu s-saħħa tal-moħħ f'ħafna modi.

Ikklikkja taf 10 modi biex ittejjeb il-memorja

Is-sinjali tal-attività newronali normalment jinduċu l-formazzjoni tiegħu primarjament fl-astroċiti u l-produzzjoni hija dipendenti fuq metaboliżmi anerobiċi u aerobiċi. Il-funzjonijiet huma dipendenti fuq il-funzjonijiet tas-CNS normali dinamiċi, espansivi u li qed jevolvu.

Il-livelli jistgħu jinbidlu taħt kundizzjonijiet fiżjoloġiċi normali u bil-patoloġija tas-CNS. Karburant li jinħaraq faċilment li jinxtered mal-ġisem kollu, il-lactate jintuża bħala sors ta 'enerġija u huwa meħtieġ għall-emostasi tas-CNS, plastikità, memorja u eċċitabbiltà.

It-tixrid lil hinn miż-żona attiva tan-newroni taffettwa l-attività tan-newroni u l-astroċiti f'oqsma oħra tal-moħħ. Barriergenesis, il-funzjoni tal-barriera tad-demm-moħħ, u l-buffering bejn il-metaboliżmu ossidattiv u l-glikolisi u l-metaboliżmu tal-moħħ affettwati minn lactate. Importanti għan-newroprotezzjoni, il-preżenza jew l-assenza hija assoċjata ma 'sistemi newroprotettivi L-lactate u heme oxygenase/carbon monoxide (agasotrasmitter).

L-effetti tal-monossidu tal-karbonju fuq L-lactate jaffettwaw in-newroprotezzjoni - l-interazzjonijiet tal-gasotransmitterwith L-lactate huma importanti għall-istabbiltà tas-CNS, li se tiġi riveduta f'dan l-artikolu.

Kliem ewlieni: astroċiti; interazzjonijiet bijokimiċi; CNS; trażmettituri tal-gass; mikroglia; newropreservazzjoni; newroprotezzjoni; oligodendroċiti.

INTRODUZZJONI

Lactate (skopert fl-1780, meqjus bħala prodott ta 'skart tal-metaboliżmu) huwa molekula meħtieġa għall-metaboliżmu tal-ġisem kollu u l-iżvilupp u l-funzjonament tas-sistema nervuża ċentrali ċentrali (CNS). Huwa s-sottostrat preferut għal skopijiet ta 'enerġija u prekursur ta' lipidi fl-oligodendroċiti, astroċiti, u newroni matul il-perjodu perinatali,1,2 iżda huwa assoċjat b'mod preferenzjali ma 'iskemija tal-moħħ.

L-evidenza issa, madankollu, tindika li l-lactate jinstab fis-CNS kundizzjonijiet taħtfiżjoloġiċi.3,4 L-attività newronali tindika formazzjoni primarjament fl-astroċiti.

Filwaqt li jintuża bħala sors ta 'enerġija, huwa meħtieġ ukoll għall-emostasi tas-CNS, plastikità, memorja, u eċċitabbiltà u issa huwa rikonoxxut bħala metabolit meħtieġ fil-koordinazzjoni tal-metaboliżmu tal-ġisem kollu bħala karburant maħruq fiż-żona li huwa shuttled madwar il-ġisem, sinjalar qawwi. molekula, u ormon.3-7 Dawn il-funzjonijiet huma dipendenti fuq ir-rekwiżiti tas-CNS għal funzjonijiet fisjoloġiċi tas-CNS dinamiċi, espansivi u li qed jevolvu normali.

Il-preżenza jew l-assenza hija wkoll importanti għan-newroprotezzjoni tas-CNS u hija assoċjata ma' sistemi newroprotettivi L-lactate u heme oxygenase/carbon monoxide (CO) (a gasotransmitter). importanti għall-istabbiltà tas-CNS, li se tiġi riveduta f'dan l-artikolu.

Id-databases li ġejjin ġew imfittxija b'mod sistematiku: MEDLINE, EMBASE, u Cochrane. Id-databases ġew imfittxija mill-bidu tagħhom sal-31 ta’ Diċembru 2020.

SORSI TA 'LACTATE FIS-SISTEMA NERVUS ĊENTRALI

Meqjus bħala prodott ta 'skart tal-metaboliżmu anerobiku, il-laktat għandu rwoli ta' benefiċċju magħruf fis-CNS u l-produzzjoni tiegħu mhix limitata għall-metaboliżmu anerobiku. Il-konċentrazzjoni tas-CNS tiddependi mil-livelli tal-lactate fis-serum, id-disponibbiltà tal-ossiġnu, l-isparar newronali, id-degradazzjoni u r-rata metabolika.

Lactate iservi bħala karburant metaboliku importanti u messaġġier interċellulari - id-diffużjoni tiegħu lil hinn miż-żona attiva tan-newroni tħalli impatt fuq l-attività tan-newroni u l-astroċiti f'żoni oħra tal-moħħ.9-11

Li tikkontribwixxi appoġġ metaboliku tonewronali billi tittrasferixxi lactate permezz ta 'kanali myelinic ċitoplasmiċi u trasportaturi monocarboxylate (MCTs), oligodendrocytes huma parteċipanti attivi f'dan il-proċess - lactate huwa rilaxxat minn oligodendrocytes myelinating u mbagħad użat minn axons għall-ġenerazzjoni ta' mitokondrialadenosine triphosphate huma assoċjati ma 'Oligodendrocytes. shuttle tal-lactate għal-ċellula u l-shuttle astrocyte-neuronlactate (shutling tal-lactate bejn ċelluli li jipproduċu lactate u ċelluli li jikkunsmaw lactate huwa importanti għall-metaboliżmu tal-oligodendrocyte).

Dawn il-proċessi jippermettu li l-lactate jintuża bħala molekula ta’ komunikazzjoni, sors ta’ enerġija u prekursur glukoneoġeniku fis-CNS.6,11 Il-lactate jaffettwa wkoll il-ġenesi tal-barriera u l-funzjoni tal-barriera tad-demm-moħħ (BBB),14 li hija buffer bejn il-metaboliżmu ossidattiv u l-glikolisi, 15 u forsi l-fjuwil preferut għall-metaboliżmu tal-moħħ.16

Shuttles tal-lactate fi ħdan u bejn iċ-ċelloli u l-assorbiment tal-lactate madwar il-BBB jissuġġerixxi li huwa integrali għall-omeostasi tas-CNS għalkemm it-trasport tiegħu madwar il-BBB huwa limitat bir-rata u l-produzzjoni tal-lactate ġewwa l-moħħ tirrifletti l-ħtiġijiet tas-CNS (il-metaboliżmu u l-użu huwa dinamiku).

Shutling-astrocyte-to-newron lactate jiġri waqt il-mistrieħ, iżda bil-glikolisi ta 'eċitazzjoni ta' glucoseto lactate (rata ogħla ta 'ossidazzjoni tal-fjuwil mitokondrijali) fin-newroni jipprovdi għal bżonnijiet akbar ta' enerġija. u, fil-moħħ tal-adulti ta 'mistrieħ b'livelli bażi ta' lactate tad-demm, madwar 10% tal-ħtiġijiet tal-enerġija tal-moħħ huma sodisfatti bl-ossidazzjoni tal-lactate (jistgħu jossidaw aktar hekk kif il-livelli tal-lactate tal-plażma jiżdiedu.)19,20 Topografija tal-lactate tas-CNS tissuġġerixxi bijoloġija/metaboliżmu speċifiku għar-reġjun u huwa simili bejn individwi.21-23

Inerenti għall-omeostażi tal-lactate, l-eliminazzjoni mis-CNS hija daqstant importanti - ħafna mill-lactate prodott fis-CNS waqt l-attività tan-newroni jitneħħa aktar milli jintuża bħala sors ta 'enerġija.

It-teħid permezz tal-BBB

Il-BBB vaskularizzat ħafna, interface protettiv bejn il-ġisem u s-CNS, jippermetti selettivament il-passaġġ ta 'sustanzi, inkluż lactate, fil-moħħ. Inizjalment identifikat minn Paul Ehrlich24 (li injetta żebgħa fid-demm tal-ġrieden u nnota li ż-żebgħa ma daħlitx fil-moħħ jew fil-korda spinali), it-terminu BBB ġie introdott minn Lewandowsky25 wara li studji wrew li sustanzi differenti injettati fil-ventrikoli tal-moħħ irriżultaw f'sintomi newroloġiċi. li ma dehrux meta ġew injettati ġol-vina.

Il-mikroskopija elettronika wriet li ċ-ċelluli endoteljali tal-moħħ jibnu barriera bejn id-demm u s-CNS b'saff wieħed ta 'ċelluli endoteljali tal-moħħ f'kuntatt ma' newroni, astroċiti, periċiti u ċelluli vaskulari lixxi.

Il-funzjoni tal-BBB tiddependi fuq is-sinjalar u l-crosstalkof ta’ din l-unità newrovaskulari.26,27 Junctions stretti (barriera għall-mogħdija ta’ joni u molekuli mill-mogħdija paraċellulari u għall-moviment ta’ proteini u lipidi bejn l-apika u d-dominji bażolaterali tal-membrana tal-plażma) u junctions aderenti (Ħalli ċ-ċelloli epiteljali jistabbilixxu polarità ma 'proteini u lipidi differenti fil-plażmamembrani apikali u bażali) iżommu l-integrità tal-BBB.

Għalkemm huwa magħruf l-aktar għall-funzjoni ta' barriera tiegħu li jirrestrinġi t-trasport ta' sustanzi tossiċi u/jew ta' ħsara mid-demm għall-moħħ, il-BBB għandu wkoll funzjoni ta' trasportatur li hija responsabbli għat-tneħħija tal-metaboliti u t-trasport ta' nutrijenti lejn il-moħħ. funzjoni tiddependi fuq il-barriera paraċellulari, barriera transċellulari, barriera enżimatika, u trasportaturi efflux.

Id-diffużjoni passiva u l-proteini speċifiċi tat-trasport huma meħtieġa għall-funzjoni tat-trasportatur tiegħu.28 Il-fluss tad-demm jaffettwa l-istruttura taċ-ċelluli BBB u l-funzjoni żżid l-issikkar tal-BBB, u taffettwa d-differenzazzjoni taċ-ċelluli endoteljali.29

It-tneħħija tas-sustanzi mis-CNS tinkludi l-effluss perivaskulari, il-metaboliżmu, u l-BBB.30,31L-lactate huwa meqjus bħala trażmettitur tal-volum u jista 'jivvjaġġa distanzi kbar mis-sit tal-produzzjoni (jiġifieri, muskolu) għal sit tal-konsum (jiġifieri, CNS) b'trasportaturi monocarboxylate. (MCTs) li jimmedjaw id-diffużjoni tal-lactate bejn l-ispazju extraċellulari u ċ-ċelloli.

Il-passaġġ tal-lactate tul il-BBB permezz ta' diffużjoni mhux saturati jew permezz ta' MCTs fil-membrana tal-plażma - ekwilibriju bejn il-konċentrazzjoni tal-lactate fid-demm u r-riżultati tal-moħħ (lactate imbagħad jibbilanċja ma' pyruvatevia lactate dehydrogenase) - jista' jiġi ristrett.32

B'livelli normali ta 'lactate fil-plażma, diffużjoni mhux saturata tista' tkun għolja daqs 50% tat-trasport tal-lactate mid-demm għas-CNS, u, b'livelli għoljin ta 'lactate fil-plażma, ekwilibrazzjoni kważi istantanja. L-MCTs iġorru L-lactate (l-aktar monocarboxylate abbundanti fil-moħħ) tul membrani taċ-ċelluli differenti inkluż il-BBB - kotrasport ta 'anjoni monocarboxylate u protonokkuri. Erba' trasportaturi (MCTs 1–4) jammontaw għall-ko-trasport bidirezzjonali, elettronewtrali 1:1 ta' protoni u monocarboxylicacids (jiġifieri, lactate).

L-MCT2 għandu l-ogħla affinità għal-lactate – ir-reġjonalizzazzjoni tal-MCTs 1-4 ġiet ssuġġerita biex tindika involviment f'aspetti differenti tal-metaboliżmu tal-lactate u l-produzzjoni tagħhom tvarja taħt kundizzjonijiet differenti.

Proteini aċċessorji (jiġifieri embigin, basigin, newroplastin) huma meħtieġa għall-attività tagħhom.4,32-36 L-effluss huwa permezz ta' trasport passiv li huwa medjat minn MCT1 li huwa preżenti kemm fil-membrani abluminali kif ukoll fil-luminali.30,37

Produzzjoni ta' lactate fil-moħħ

Mogħdijiet metaboliċi ewlenin importanti, kataboliċi u anaboliċi, meħtieġa għall-ħajja/tkabbir/diviżjoni tas-CNS jinkludu glukoneġenesi/glikolisi, ossidazzjoni tal-aċidu xaħmi, ċiklu tal-urea, mogħdija tal-pentosephosphate, fosforilazzjoni ossidattiva, u ċ-ċiklu taċ-ċitricaċid.

Il-glukosju, is-substrat obbligatorju tal-enerġija tas-CNS bnedmin inmaturi, jiddependi fuq it-trasport/metaboliżmu tal-glukosju, huwa l-aktar ikkunsmat minn oligodendroċiti u astroċiti, u metaboliti prodotti u rilaxxati minn astroċiti u oligodendroċiti huma użati min-newroni bħala sorsi ta 'enerġija.

Is-sottostrat tal-enerġija preferut tal-moħħ, lactate, huwa substrat tal-enerġija importanti għall-axons, huwa importanti fil-qalb tas-CNS huwa sors importanti qabel fil-ħajja, u issa huwa maħsub li jkun metabolit importanti meħtieġ fil-moħħ adult.

Preżenti fl-astroċiti, mikroglia, newroni u oligodendroċiti, il-produzzjoni tal-lactate hija permezz ta 'mogħdijiet multipli u l-metaboliżmu u l-eliminazzjoni fil-ħin tagħha jippromwovu s-saħħa u l-benessri tas-CNS - il-bidla metabolika għal lactate fis-CNS ġiet marbuta ma' reżistenza għall-mard, stress u korriment.

Proċessi metaboliċi fis-CNS, dipendenti fuq il-preżenza ta 'tipi ta' ċelluli multipli u l-livell ta 'żvilupp/maturità, jirriżultaw fi proporzjon piruvat/lactate li jonqos mal-maturazzjoni u jvarja f'reġjuni tal-moħħ.

L-interazzjonijiet astroċiti-newroni, importanti għall-metaboliżmu tal-lactate, jirriflettu l-ħtiġijiet dinamiċi u l-produzzjoni tiegħu - il-glikol, il-liżi u l-metaboliżmu tal-glikoġenu huma meħtieġa għall-funzjoni normali tal-moħħ, it-tkabbir u l-fejqan u jistgħu jirriżultaw fil-produzzjoni tal-lactate.

Il-produzzjoni tal-lactate tas-CNS tinkludi l-mogħdijiet li ġejjin: mogħdija tal-glukoneġenesi/glikolisi, ossidazzjoni tal-aċidu xaħmi, ċiklu tal-urea, mogħdija tal-fosfat tal-pentose, fosforilazzjoni ossidattiva, u ċiklu tal-aċidu ċitriku.4,7,38,39.

Gluconeogenesis/glycolysis mogħdija

Il-ġenerazzjoni tas-CNS ta' glukożju minn prekursuri mhux karboidrati (glukoneġenesi) hija proċess f'diversi stadji - l-enzimi użati fl-inglikolisi jistgħu jikkatalizzaw reazzjonijiet riversibbli. Hemm, madankollu, tliet reazzjonijiet irriversibbli:

1) Conversion of pyruvate to phosphoenolpyruvate: Pyruvate carboxylase: Pyruvate (cytosol) -> pyruvate (mitochondria) -> -> -> oxaloacetate (mitochondria) ->oxaloacetate (ċitoplasma);

Phosphoenolpyruvate carboxykinase: Oxaloacetate (cytoplasm) ->->->fosfoenolpiruvat;

2) Dephosphorylation of fructose-1,6 biphosphate: Fructose 1,6-biphosphate (cytoplasm) ->->->fruttożju-6fosfat (ċitoplasma);

3) Dephosphorylation of glucose 6-phosphate: Glucose-6 phosphate (cytoplasm) ->->->glukożju (ċitoplasma).

Pyruvate kinase jikkatalizza l-konverżjoni ta 'phosphoenolpyruvate għal pyruvate.

Pyruvate jista 'mbagħad jiġi kkonvertit għal lactate permezz ta' lactate dehydrogenase. Il-kapaċità tad-disponibbiltà tal-enzimi tvarja bejn iċ-ċelloli. Pereżempju, l-astroċiti juru attività sinifikanti ta' 6-phosphofructo-2-kinase/fructose-2,6-bisphosphatase-3, mekkaniżmu ewlieni għar-regolazzjoni tal-glikolisi u l-glukoneoġenesi permezz ta' sinteżi jew idroliżi ta' fruttożju-2,6-bisfosfat.

Il-produzzjoni preferenzjali ta' lactate permezz tal-mogħdija tal-glukoneġenesi/glikolisi hija dinamika u determinata mill-ħtiġijiet, il-metaboliżmu, u s-saħħa tas-CNS.40-45

For more information:1950477648nn@gmail.com