Efectes de les interaccions de lactat i monòxid de carboni sobre la neuroprotecció i la neuropreservació Part 1
Jun 17, 2024
Resum
El lactat, històricament considerat un producte de rebuig del metabolisme anaeròbic, és un metabòlit del metabolisme de tot el cos necessari per a les funcions normals del sistema nerviós central (SNC) i una potent molècula de senyalització i hormona al SNC.
El sistema nerviós central és un dels sistemes nerviós més importants de l'ésser humà. Té un paper vital en les nostres activitats físiques, consciència i memòria. La memòria, en particular, té un gran impacte en la nostra vida i obra.
El sistema nerviós central consta de dues parts: el cervell i la medul·la espinal. La seva complexitat ens permet pensar, percebre i actuar de diverses maneres. Entre ells, el cervell és el nucli del sistema nerviós central, i és un dels òrgans més sorprenents de l'ésser humà. Pot coordinar el nostre pensament i percepció i controlar diversos moviments del nostre cos. Al mateix temps, el cervell és també el nostre banc de memòria. Tots els records s'emmagatzemen al cervell i el nostre llenguatge, coneixement i experiència vital provenen de la memòria del cervell.
La relació entre el sistema nerviós central i la memòria és molt estreta. Si hi ha un problema amb el nostre sistema nerviós central, afectarà la nostra memòria. Per exemple, quan el sistema nerviós central es veu afectat per un trauma, una intoxicació, una infecció i altres factors, provocarà un deteriorament cognitiu i pèrdua de memòria. Quan ens trobem amb aquesta situació, podem prendre algunes mesures per millorar-la.
El primer és l'exercici del cervell. Utilitzar el cervell és la millor manera de millorar la memòria. Podeu exercir el vostre sistema nerviós central jugant a jocs de memòria, aprenent nous coneixements, desafiant problemes de pensament difícils, etc., per augmentar l'energia i la flexibilitat del cervell.
El segon és l'exercici físic. L'exercici físic pot millorar la funció cardiovascular, afavorir la circulació sanguínia al cervell, augmentar la resistència física, etc., tot això ens pot ajudar a millorar la funció del sistema nerviós central i així millorar la nostra memòria.
A més, també hem de mantenir un estat d'ànim feliç. L'estabilitat emocional ajuda al funcionament normal del sistema nerviós central, especialment les emocions positives poden ajudar a millorar la nostra memòria.
En definitiva, la relació entre el sistema nerviós central i la memòria és molt estreta. Hem de fer tot el possible per protegir i millorar el nostre sistema nerviós central per mantenir la salut del nostre cos i cervell i millorar la nostra memòria. Es pot veure que hem de millorar la memòria. Cistanche pot millorar significativament la memòria perquè Cistanche és una medicina tradicional xinesa amb molts efectes únics, un dels quals és millorar la memòria. L'eficàcia de Cistanche prové dels diferents ingredients actius que conté, com l'àcid tànic, polisacàrids, glicòsids flavonoides, etc., que poden promoure la salut del cervell de moltes maneres.
Feu clic a Coneix 10 maneres de millorar la memòria
Els senyals d'activitat neuronal normalment indueixen la seva formació principalment en astròcits i la producció depèn dels metabolismes anaeròbics i aeròbics. Les funcions depenen de les funcions normaldinàmiques, expansives i en evolució del SNC.
Els nivells poden canviar en condicions fisiològiques normals i amb patologia del SNC. El lactat, un combustible fàcilment combustible que es transporta per tot el cos, s'utilitza com a font d'energia i és necessari per a l'hemostàsia, plasticitat, memòria i excitabilitat del SNC.
La difusió més enllà de la zona activa de la neurona afecta l'activitat de les neurones i els astròcits en altres àrees del cervell. La barrera, la funció de la barrera hematoencefàlica i l'amortiment entre el metabolisme oxidatiu i la glicòlisi i el metabolisme cerebral afectat pel lactat. Important per a la neuroprotecció, la presència o absència s'associa amb els sistemes neuroprotectors de L-lactat i hemoxigenasa/monòxid de carboni (agasotransmissor).
Els efectes del monòxid de carboni sobre el L-lactat afecten la neuroprotecció: les interaccions del gasotransmissor amb el L-lactat són importants per a l'estabilitat del SNC, que es revisarà en aquest article.
Paraules clau: astròcits; interaccions bioquímiques; SNC; gasotransmissors; micròglia; neuropreservació; neuroprotecció; oligodendròcits.
INTRODUCCIÓ
El lactat (descobert el 1780, considerat un producte de rebuig del metabolisme) és una molècula necessària per al metabolisme de tot el cos i el desenvolupament i funcionament normals del sistema nerviós central (SNC). És el substrat preferit per a propòsits energètics i un precursor dels lípids en oligodendròcits, astròcits i neurones durant el període perinatal, 1,2 però s'associa preferentment amb la isquèmia del cervell.
L'evidència actual, però, indica que el lactat es troba en condicions subfisiològiques del SNC.3,4 L'activitat neuronal indica la inducció de la formació principalment en els astròcits.
Tot i que s'utilitza com a font d'energia, també és necessari per a l'hemostàsia, la plasticitat, la memòria i l'excitabilitat del SNC i ara es reconeix com un metabolit necessari en la coordinació del metabolisme del cos sencer com a combustible de combustió a la zona que es transporta per tot el cos, senyalització potent. molècula i una hormona.3-7 Aquestes funcions depenen dels requisits del SNC per a les funcions fisiològiques del SNC dinàmiques, expansives i en evolució normals.
La presència o absència també és important per a la neuroprotecció del SNC i s'associa amb els sistemes neuroprotectors de L-lactat i hemoxigenasa/monòxid de carboni (CO) (un gasotransmissor).8 Els efectes del CO sobre el L-lactat afecten la neuroprotecció: les interaccions del gasotransmissor amb el L-lactat són important per a l'estabilitat del SNC, que es revisarà en aquest article.
Es van cercar sistemàticament les bases de dades següents: MEDLINE, EMBASE i Cochrane. Es van cercar bases de dades des del seu inici fins al 31 de desembre de 2020.
FONTS DE LACTAT AL SISTEMA NERVIÓS CENTRAL
Considerat un producte de rebuig del metabolisme anaeròbic, el lactat té funcions beneficioses coneguts en el SNC i la seva producció no es limita al metabolisme anaeròbic. La concentració del SNC depèn dels nivells de lactat sèric, la disponibilitat d'oxigen, l'activació neuronal, la degradació i la taxa metabòlica.
El lactat serveix com a combustible metabòlic important i missatger intercel·lular: la seva difusió més enllà de la zona activa de la neurona afecta l'activitat de les neurones i dels astròcits d'altres àrees del cervell.{0}}
Contribuint al suport metabòlic toneuronal mitjançant la transferència de lactat a través de canals mielínics citoplasmàtics i transportadors de monocarboxilats (MCT), els oligodendròcits són participants actius en aquest procés: el lactat és alliberat pels oligodendròcits mielinitzats i després utilitzat pels axons per a la generació de mitocondrialadenosina trifosfat s'associen amb els oligodendròcits 12,13. la llançadora de lactat a la cèl·lula i la llançadora d'astròcits-neuronlactat (el transport de lactat entre les cèl·lules que produeixen lactat i les cèl·lules que consumeixen lactat és important per al metabolisme dels oligodendròcits).
Aquests processos permeten utilitzar el lactat com a molècula d'assignació, font d'energia i precursor gluconeogènic al SNC.6,11 El lactat també afecta la gènesi de la barrera i la funció de la barrera hematoencefàlica (BHE),14 que és un tampó entre el metabolisme oxidatiu i la glucòlisi, 15 i potser el combustible preferit per al metabolisme cerebral.16
Els transports de lactat dins i entre les cèl·lules i la captació de lactat a través del BBB suggereix que és integral a l'homeòstasi del SNC, tot i que el seu transport a través del BBB està limitat a la velocitat i la producció de lactat dins del cervell reflecteix les necessitats del SNC (el metabolisme i la utilització són dinàmiques).
El transport d'astròcits a lactat de neurona es produeix durant el repòs, però amb la glucòlisi d'excitació de la glucosa a lactat (taxa superior a l'oxidació del combustible mitocondrial) a les neurones proporciona una major necessitat d'energia.17,18 Al cervell dels mamífers nounats, el lactat sanguini elevat s'utilitza com a substrat i, en el cervell adult en repòs amb nivells basals de lactat en sang, al voltant del 10% de les necessitats energètiques del cervell es cobreixen mitjançant l'oxidació del lactat (pot oxidar-se més a mesura que augmenten els nivells de lactat plasmàtic). entre individus.21-23
Inherent a l'homeòstasi del lactat, l'eliminació del SNC és igual d'important: gran part del lactat produït al SNC durant l'activitat neuronal s'elimina en lloc d'utilitzar-se com a font d'energia.
Absorció a través del BBB
El BBB altament vascularitzat, una interfície protectora entre el cos i el SNC, permet selectivament el pas de substàncies, inclòs el lactat, al cervell. Inicialment identificat per Paul Ehrlich24 (que va injectar un colorant al torrent sanguini dels ratolins i va notar que el colorant no entrava al cervell ni a la medul·la espinal), el terme BBB va ser introduït per Lewandowsky25 després que els estudis mostressin que diferents substàncies injectades als ventricles del cervell provocaven símptomes neurològics. que no es van veure quan s'injectaven per via intravenosa.
La microscòpia electrònica va demostrar que les cèl·lules endotelials del cervell construeixen una barrera entre la sang i el SNC amb una sola capa de cèl·lules endotelials cerebrals en contacte amb neurones, astròcits, pericits i cèl·lules musculars llises vasculars.
La funció BBB depèn de la senyalització i la diafonia d'aquesta unitat neurovascular.26,27 Unions estretes (barrera al pas d'ions i molècules per la via paracel·lular i al moviment de proteïnes i lípids entre els dominis apical i basolateral de la membrana plasmàtica) i unions adherents. (permeten que les cèl·lules epitelials estableixin polaritat amb diferents proteïnes i lípids a les membranes plasmàtiques apicals i basals) mantenen la integritat de la BBB.
Tot i que és més conegut per la seva funció de barrera de restringir el transport de substàncies tòxiques i/o nocives de la sang al cervell, el BBB també té una funció de transport que és responsable de l'eliminació de metabòlits i el transport de nutrients al cervell. La seva barrera. La funció depèn de la barrera paracel·lular, la barrera transcel·lular, la barrera enzimàtica i els transportadors d'eflux.
La difusió passiva i les proteïnes de transport específiques són necessàries per a la seva funció portadora.28 El flux de sang afecta l'estructura de la cèl·lula BBB i la funció augmenta l'estanquitat BBB i afecta la diferenciació de les cèl·lules endotelials.29
L'eliminació de substàncies del SNC inclou l'eflux perivascular, el metabolisme i el BBB.30,31L-lactat es considera un transmissor de volum i pot recórrer grans distàncies des del lloc de producció (és a dir, múscul) fins a un lloc de consum (és a dir, SNC) amb transportadors de monocarboxilats. (MCT) que media la difusió del lactat entre l'espai extracel·lular i les cèl·lules.
El pas del lactat a través del BBB per difusió no saturable o mitjançant MCT a la membrana plasmàtica: es pot restringir l'equilibri entre la concentració de lactat a la sang i els resultats del cervell (el lactat s'equilibra després amb la piruvatèvia lactat deshidrogenasa).32
Amb nivells normals de lactat plasmàtic, la difusió no saturable pot arribar al 50% del transport de lactat de la sang al SNC i, amb nivells elevats de lactat plasmàtic, es produeix un equilibri gairebé instantani. Els MCT porten L-lactat (el monocarboxilat més abundant al cervell) a través de diferents membranes cel·lulars, inclosa la BBB: cotransport de l'anió monocarboxilat i el protonoc. Quatre portadors (MCTs 1-4) representen el cotransport bidireccional i electroneutre 1:1 de protons i àcids monocarboxílics (és a dir, lactat).
MCT2 té la més alta afinitat pel lactat: s'ha suggerit que la regionalització dels MCT 1-4 indica la implicació en diferents aspectes del metabolisme del lactat i la seva producció varia en diferents condicions.
Les proteïnes accessories (és a dir, embigina, basigina, neuroplastina) són necessàries per a la seva activitat.4,32-36 L'eflux és per transport passiu que està mediat per MCT1 que està present tant a les membranes abluminal com lluminal.30,37.
Producció de lactat al cervell
Les principals vies metabòliques importants, catabòliques i anabòliques, necessàries per a la vida/creixement/divisió del SNC inclouen la gluconeogènesi/glucòlisi, l'oxidació d'àcids grassos, el cicle de la urea, la via del pentosefosfat, la fosforilació oxidativa i el cicle dels cítrics.
La glucosa, el substrat energètic obligatori del SNC en humans madurs, depèn del transport/metabolisme de la glucosa, és consumida principalment per oligodendròcits i astròcits, i els metabòlits produïts i alliberats pels astròcits i els oligodendròcits són utilitzats per les neurones com a fonts d'energia.
El substrat energètic preferit del cervell, el lactat, és un substrat energètic important per als axons, és important al cor del SNC és una font important abans de la vida, i ara es creu que és un metabòlit important necessari al cervell adult.
Present als astròcits, la microglia, les neurones i els oligodendròcits, la producció de lactat es fa per múltiples vies i el seu metabolisme i eliminació oportuns afavoreixen la salut i el benestar del SNC: el canvi metabòlic al lactat al SNC s'ha relacionat amb la resistència a la malaltia, l'estrès i les lesions.
Els processos metabòlics al SNC, depenent de la presència de múltiples tipus de cèl·lules i del nivell de desenvolupament/maduresa, donen lloc a una relació piruvat/lactat que disminueix amb la maduració i difereix en les regions del cervell.
Les interaccions astròcits-neurones, importants per al metabolisme del lactat, reflecteixen les necessitats dinàmiques i la seva producció: el glicol, la lisi i el metabolisme del glicogen són necessaris per a la funció, el creixement i la curació normals del cervell i poden donar lloc a la producció de lactat.
La producció de lactat del SNC inclou les vies següents: via gluconeogènesi/glicòlisi, oxidació d'àcids grassos, cicle de la urea, via de la pentosa fosfat, fosforilació oxidativa i cicle de l'àcid cítric.4,7,38,39.
Via gluconeogènesi/glucòlisi
La generació de glucosa en el SNC a partir de precursors no hidrats de carboni (gluconeogènesi) és un procés de diversos passos: els enzims utilitzats en la glucòlisi poden catalitzar reaccions reversibles. Hi ha, però, tres reaccions irreversibles:
1) Conversion of pyruvate to phosphoenolpyruvate: Pyruvate carboxylase: Pyruvate (cytosol) -> pyruvate (mitochondria) -> -> -> oxaloacetate (mitochondria) ->oxaloacetat (citoplasma);
Phosphoenolpyruvate carboxykinase: Oxaloacetate (cytoplasm) ->->->fosfoenolpiruvat;
2) Dephosphorylation of fructose-1,6 biphosphate: Fructose 1,6-biphosphate (cytoplasm) ->->->fructosa-6fosfat (citoplasma);
3) Dephosphorylation of glucose 6-phosphate: Glucose-6 phosphate (cytoplasm) ->->->glucosa (citoplasma).
La piruvat cinasa catalitza la conversió del fosfoenolpiruvat en piruvat.
Aleshores, el piruvat es pot convertir en lactat mitjançant la lactat deshidrogenasa. La capacitat de disponibilitat dels enzims varia entre cèl·lules. Per exemple, els astròcits presenten una activitat significativa de 6-fosfofructo-2-quinasa/fructosa-2,6-bisfosfatasa{-3, un mecanisme clau per regular la glucòlisi i la gluconeogènesi mitjançant la síntesi o hidròlisi de fructosa-2,6-bisfosfat.
La producció preferent de lactat a través de la via gluconeogènesi/glucòlisi és dinàmica i està determinada per les necessitats, el metabolisme i la salut del SNC.40-45
For more information:1950477648nn@gmail.com
