مقاله متابولیسم مغز در حالت سلامت، پیری و اختلال عصبی (2017 Embopress)

مقدمه

محدودیت های مغزی و ناقل های متابولیت

مسیرهای متابولیک گلوکز در نورون ها و آستروسیت ها

متابولیسم مونوکربوکسیلیک اسید

متابولیسم مغز در پیری

تغییر متابولیسم در اختلالات عصبی

عادت های سالم برای یک مغز سالم

نتیجه گیری و مسیرهای آینده

Brain cells normally respond adaptively to bioenergetic challenges resulting from ongoing activity in neuronal circuits, and from environmental energetic stressors such as food deprivation and physical exertion. At the cellular level, such adaptive responses include the “strengthening” of existing synapses, the formation of new synapses, and the production of new neurons from stem cells. At the molecular level, bioenergetic challenges result in the activation of transcription factors that induce the expression of proteins that bolster the resistance of neurons to the kinds of metabolic, oxidative, excitotoxic, and proteotoxic stresses involved in the pathogenesis of brain disorders including stroke, and Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Emerging findings suggest that lifestyles that include intermittent bioenergetic challenges, most notably exercise and dietary energy restriction, can increase the likelihood that the brain will function optimally and in the absence of disease throughout life. Here, we provide an overview of cellular and molecular mechanisms that regulate brain energy metabolism, how such mechanisms are altered during aging and in neurodegenerative disorders, and the potential applications to brain health and disease of interventions that engage pathways involved in neuronal adaptations to metabolic stress.

سلول های مغزی به چالش های زیست انرژی ناشی از فعالیت رایج مدارهای عصبی و تنش دهنده‌های محیطی پرانرژی مانند محرومیت از غذا و فعالیت بدنی واکنش نشان می دهند. در سطح سلولی، چنین واکنش های سازگار شامل تقویت سیناپس های موجود، ایجاد سیناپس های جدید و تولید نورون های جدید از سلول های ساقه است. در سطح مولکولی، چالش های انرژی زیستی موجب فعال‌سازی عوامل رونوشت برداری می شوند که شامل بیان پروتئین هایی است که مقاومت عصب ها را به انواع تنش های متابولیک، اکسیداتیو، اکسی توکسیک و تنفس پروتئومتری افزایش می دهند و در ایجاد حالت بیماری ناشی اختلالات مغزی مانند بیماری های سکته، آلزایمر و پارکینسون نقش دارند. یافته های جدید نشان می دهد که سبک زندگی که شامل چالش‌های زیست‌محیطی متناوب است، به‌ویژه ورزش و رژیم غذایی محدودکننده انرژی می تواند این احتمال را افزایش دهد که مغز عملکرد مطلوبی در صورت فقدان بیماری در طول زندگی داشته باشد. در اینجا یک بررسی در رابطه با مکانیزم های سلولی و مولکولی که متابولیسم انرژی را در مغز تنظیم می کند، ارائه می شود و نشان می دهد که چطور این مکانیزم ها طی پیری و اختلالات عصبی تغییر می کنند و همچنین کاربرد آن برای سلامت و درمان بیماری های مغز مشخص می-شود که در مسیرهای موجود در سازگاری عصبی به تنش های متابولیک مشارکت می کنند.