ผลของปฏิกิริยาระหว่างแลคเตตและคาร์บอนมอนอกไซด์ต่อการป้องกันระบบประสาทและการอนุรักษ์ระบบประสาท ตอนที่ 3

โมเลกุล

การควบคุมค่า pH

การทำงานปกติของ CNS จะได้รับผลกระทบจากค่า pH เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงส่งผลต่อวงจรไมโครที่มีการควบคุมอย่างเข้มงวด

มีความสัมพันธ์ใกล้ชิดระหว่างระบบประสาทและความจำ ระบบประสาทถือเป็นระบบที่สำคัญที่สุดระบบหนึ่งในร่างกายมนุษย์ มีหน้าที่รับผิดชอบในการรับ ส่ง และประมวลผลข้อมูลภายนอก ข้อมูลภายใน และคำแนะนำกิจกรรม ในเวลาเดียวกัน ความจำเป็นหนึ่งในแก่นของความสามารถทางปัญญาของมนุษย์ และแยกออกจากการทำงานปกติของระบบประสาทไม่ได้

เซลล์ประสาทในระบบประสาทเป็นเซลล์ที่สำคัญอย่างยิ่งในสมองของมนุษย์ พวกมันมีความยืดหยุ่นและการเชื่อมต่อสูงมาก และสามารถส่งและประมวลผลข้อมูลผ่านการแลกเปลี่ยนสัญญาณทางเคมีและไฟฟ้าระหว่างเซลล์ประสาท ด้วยการจัดระเบียบตนเองและการควบคุมการตอบสนองระหว่างเซลล์ประสาทพลาสติก เราสามารถสร้างและรักษาโครงข่ายประสาทเทียมต่างๆ และจากนั้นจึงตระหนักถึงความสามารถด้านการรับรู้ของเรา รวมถึงการเรียนรู้ ความทรงจำ การคิด ฯลฯ

หน่วยความจำหมายถึงความสามารถของผู้คนในการรักษาและทำซ้ำประสบการณ์ ความรู้ และข้อมูล ในระบบประสาท การสร้างและการจัดเก็บหน่วยความจำจะเสร็จสิ้นโดยการแลกเปลี่ยนสัญญาณทางเคมีและไฟฟ้าระหว่างเซลล์ประสาท การเรียนรู้เชิงลึกจาก Huangpu Education แสดงให้เห็นว่า "ความเป็นพลาสติกของระบบประสาท" เป็นหนึ่งในกลไกสำคัญในการสร้างและจัดเก็บความทรงจำของมนุษย์ ความยืดหยุ่นของระบบประสาทหมายถึงความสามารถของเซลล์ประสาทในการปรับตัวและจัดเก็บข้อมูลใหม่ผ่านการเปลี่ยนแปลงทางสัณฐานวิทยา โครงสร้าง และการทำงานหลังจากได้รับข้อมูลและการกระตุ้น

การวิจัยเพิ่มเติมเกี่ยวกับความยืดหยุ่นของระบบประสาทพบว่าการออกกำลังกายและการฝึกอย่างต่อเนื่องสามารถกระตุ้นการทำงานของเส้นประสาทในระบบประสาทได้ ซึ่งจะช่วยส่งเสริมการสร้างและการเพิ่มประสิทธิภาพของความจำ ตัวอย่างเช่น การอ่านหนังสือและหนังสือพิมพ์มากขึ้นไม่เพียงแต่ช่วยเพิ่มพูนความรู้ของผู้คนเท่านั้น แต่ยังช่วยส่งเสริมความยืดหยุ่นของระบบประสาท ซึ่งจะช่วยพัฒนาความจำอีกด้วย ในเวลาเดียวกัน การออกกำลังกายและวิถีชีวิตที่มีสุขภาพดีก็เป็นวิธีสำคัญในการส่งเสริมความยืดหยุ่นของระบบประสาทและการเพิ่มประสิทธิภาพความจำ

กล่าวโดยสรุป ระบบประสาทและความทรงจำมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกัน ด้วยการออกกำลังกายและการฝึกอบรมที่เหมาะสม ความยืดหยุ่นของระบบประสาทและการเพิ่มประสิทธิภาพของหน่วยความจำสามารถปรับปรุงได้ จึงทำให้ความสามารถด้านความรู้ความเข้าใจของมนุษย์ดีขึ้น ดังนั้นเราจึงควรใส่ใจกับวิถีชีวิตที่มีสุขภาพดี มีความรู้และการฝึกร่างกายมากขึ้น กระตุ้นกิจกรรมของระบบประสาท และพัฒนาระดับความรู้ความเข้าใจและคุณภาพชีวิตของเราอย่างต่อเนื่อง จะเห็นได้ว่าเราต้องปรับปรุงความจำ และ Cistanche ก็สามารถปรับปรุงความจำได้อย่างมาก เพราะ Cistanche ยังสามารถควบคุมสมดุลของสารสื่อประสาท เช่น การเพิ่มระดับอะเซทิลโคลีน และปัจจัยการเจริญเติบโต ซึ่งมีความสำคัญมากต่อความจำและการเรียนรู้ นอกจากนี้ Cistanche ยังช่วยเพิ่มการไหลเวียนของเลือดและส่งเสริมการส่งออกซิเจน ซึ่งช่วยให้สมองได้รับสารอาหารและพลังงานที่เพียงพอ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความมีชีวิตชีวาและความอดทนของสมอง

คลิกรู้เพื่อปรับปรุงหน่วยความจำระยะสั้น

กระบวนการหลายอย่างควบคุม H+ ในระบบประสาทส่วนกลาง – การแยก H+ ภายในเซลล์, การแพร่ของ CO2, การบัฟเฟอร์ H+, การเคลื่อนย้ายเมมเบรนของกรด/เบสที่เทียบเท่ากันข้ามเยื่อหุ้มเซลล์, การออกฤทธิ์ของคาร์บอนิกแอนไฮเดรส, การลำเลียงกรดโมโนคาร์บอกซิลิก, โปรตอนATPase ชนิดแวคิวโอลาร์ เป็นต้น

การอัดขึ้นรูปของกรดตลอดจนการแลกเปลี่ยน Na+/H+ การขนส่งร่วมของ Na+-HCO3– และการแลกเปลี่ยน Cl–/HCO ที่ขึ้นอยู่กับ Na+-ซึ่งเป็นสื่อกลางในการแลกเปลี่ยนระดับ pH143-146 ในไขสันหลัง เซลล์มีสองเซลล์ ประเภทของโมเลกุลในเยื่อหุ้มเซลล์ที่ตรวจจับระดับ pH โดยโมเลกุลหนึ่งทำปฏิกิริยากับ pH ที่เป็นกรด (หน่วยย่อยช่องไอออนที่รับรู้กรด 3) และอีกโมเลกุลหนึ่งทำปฏิกิริยากับระดับ pH ที่เป็นด่าง (PKD2L 1) เมื่อมีการทำงานของเซลล์ประสาท แลคเตตจะถูกปล่อยออกมา และ pH จะกลายเป็นกรดมากขึ้น

pH ที่ต่ำกว่าและ pH ที่สูงขึ้นจะยับยั้งการทำงานของมอเตอร์ผ่านการหลั่งของโซมาโตสเตตินจากปลายประสาทของเซลล์ช่องกลางที่รับความรู้สึกค่า pH147 การเข้าช่องไอออน/การนำไฟฟ้า การแลกเปลี่ยนเมตาโบไลต์และความตื่นเต้นของเส้นประสาท การส่งผ่านไซแนปติก และจุดเชื่อมต่อผ่านช่องว่างการสื่อสารระหว่างเซลล์ขึ้นอยู่กับ pH และการประมวลผลข้อมูลในภายหลัง

CNS แลคเตตและ CO อาจส่งผลให้เกิดการเปลี่ยนแปลง pH การปรับ pH ให้เป็นมาตรฐานสามารถเกิดขึ้นได้หลายระดับดังที่ระบุไว้ข้างต้น และทั้งแลคเตตและ CO ส่งผลต่อกระบวนการต่างๆ เหล่านี้ ยังไม่ได้มีการศึกษาเพื่อประเมินอันตรกิริยาของแลคเตตและ CO ต่อ pH ของระบบประสาทส่วนกลาง

การขนส่งทางน้ำและสภาวะสมดุล

การขนส่งทางน้ำและสภาวะสมดุลในระบบประสาทส่วนกลางส่วนหนึ่งขึ้นอยู่กับผู้ขนส่งร่วม - มีการแนะนำโหมดแอคทีฟและพาสซีฟ จำนวนและประเภทของตัวขนส่งร่วมต่อเซลล์และความสามารถในการซึมผ่านของน้ำในหน่วยแตกต่างกันไป

โปรตีนจากช่องทางน้ำหรือ AQP มาจากตระกูลขนาดใหญ่ของโปรตีนภายในที่สำคัญซึ่งเป็นส่วนสำคัญของการขนส่งทางน้ำและสภาวะสมดุลในสมองของมนุษย์ และเป็นสื่อกลางในการไหลเวียนของน้ำระหว่างช่องน้ำสี่ช่องในระบบประสาทส่วนกลาง AQP แปดตัวแสดงออกมาในสมอง - AQP1,AQP3, AQP4, AQP5, AQP7, AQP8, AQP9 และ AQP11 โดย AQP1 และ AQP4 แสดงในความเข้มข้นสูงสุด

Orthodox AQP นำน้ำได้เท่านั้น ในขณะที่ aquaglyceroporins ก็สามารถนำโมเลกุลขนาดเล็กอื่นๆ ได้เช่นกัน AQP9 เกี่ยวข้องกับฟลักซ์ของน้ำผ่านพลาสมาเมมเบรน และยังสามารถซึมผ่านไปยังโมโนคาร์บอกซิเลตได้ (เช่น แลคเตต) AQP4 ซึ่งเป็น AQP ที่อุดมสมบูรณ์ที่สุดในสมอง มีความเข้มข้นในกระบวนการแอสโตรไซติกฟุต ซึ่งมีความสำคัญต่อการป้องกัน BBB ความยืดหยุ่นของระบบประสาท การกำจัดของเสีย และสภาวะสมดุลของน้ำ (ขนส่งน้ำเข้าสู่สมอง แต่ยังเคลื่อนน้ำออกจากสมองในช่วงเวลาที่เกิดอาการบวมน้ำ) 148-150AQP ยังนำโมเลกุลของก๊าซอีกด้วย

AQP1 มีความเกี่ยวข้องกับการซึมผ่านของไนตริกออกไซด์เมื่อสร้างใหม่ใน lipidvesicles และ ในร่างกาย ไนตริกออกไซด์ผลิตโดยทั้ง neuronalnitric ออกไซด์ synthase และ endothelial nitric ออกไซด์ synthase –AQP4 พบได้ในบริเวณใกล้เคียงของ neuronal nitric ออกไซด์synthase และ endothelial nitric ออกไซด์ synthase (มีอยู่ในพลาสมาเมมเบรนของปลายเท้าของ astrocytes ซึ่งล้อมรอบเซลล์บุผนังหลอดเลือดของเส้นเลือดฝอย)

AQP4 ได้รับการดัดแปลงสำหรับการนำก๊าซมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับ AQP1151-154 AQPs สามารถนำโมเลกุลของก๊าซ (และก๊าซชนิดใด) หรือไม่ และการนำก๊าซที่ใช้สื่อกลาง AQP มีความสำคัญทางคลินิกหรือไม่นั้นยังไม่เป็นที่แน่ชัด การศึกษาเบื้องต้นชี้ให้เห็นว่าแลคเตตและ CO อาจได้รับผลกระทบจาก AQP จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อพิจารณาผลกระทบของ AQP ที่มีต่อแลคเตตและ CO และอันตรกิริยาระหว่างแลคเตต, CO และ AQP

สภาวะสมดุลของสารสื่อประสาท

มีสารสื่อประสาทมากกว่า 40 ชนิดในระบบประสาทส่วนกลางของมนุษย์ ซึ่งได้แก่ สารกระตุ้น (กลูตาเมต, อะซิติลโคลีน, ฮิสตามีน, โดปามีน, นอร์เอพิเนฟรีน, อะดรีนาลีน), สารยับยั้ง (GABA, เซโรโทนิน, โดปามีน), สารกระตุ้นระบบประสาท (โดปามีน, เซโรโทนิน, อะซิติลโคลีน, ฮิสตามีน, นอเรพิเนฟริน) และฮอร์โมนประสาท (ปล่อยฮอร์โมนออกซิโตซิน วาโซเพรสซิน)

สภาวะสมดุล ความสามารถของเซลล์/ระบบของเซลล์ในสมองในการระบุการเปลี่ยนแปลงและการตอบสนองด้วยการตอบสนองเชิงชดเชยที่ฟื้นฟูการทำงานพื้นฐาน ส่งผลให้เกิดปฏิสัมพันธ์ของกลไกหลายอย่าง รวมถึงการควบคุมการปล่อยสารสื่อประสาทโดยตัวรับอัตโนมัติ การผลิตสารสื่อประสาทที่ไม่ใช่ซินแนปติก , การปลดปล่อยตุ่มของสารสื่อประสาทจากพรีไซแนปส์, การดูดซึมโดยตัวขนส่ง และการแพร่กระจายของสารสื่อประสาท การไล่ระดับของสารสื่อประสาทมีอยู่และการบำรุงรักษาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับกระบวนการทางระบบประสาท - การล้อมรอบไซแนปส์เป็นผลสำคัญของผลลัพธ์

แบบจำลองการคำนวณได้แสดงให้เห็นว่าการกำหนดค่า glial เฉพาะอาจจำเป็น จำเป็นต้องใช้แหล่งที่ไม่ใช่ซินแนปติกเพื่อรักษาความเข้มข้นนอกเซลล์ของสารสื่อประสาท ผู้ขนส่ง และความหนาแน่นของแหล่งกำเนิดที่ไม่ใช่ซินแนปติกสามารถแปรผันร่วมกันเพื่อให้โทนเสียงบนตัวรับอัตโนมัติพรีไซแนปติก และสามารถแนะนำการกำหนดค่า glial แบบซินแนปติกได้สำหรับ ที่ได้รับสารสื่อประสาทและความเข้มข้นของสารสื่อประสาทนอกเซลล์ที่กำหนด155-157CO (และไนตริกออกไซด์) ก็เป็นสารสื่อประสาทเช่นกัน

ไม่ได้เก็บไว้ในถุงซินแนปติก การปล่อย CO พร้อมดีโพลาไรเซชันส่งผลให้เกิดการกระตุ้นเอนไซม์สังเคราะห์ทางชีวภาพ – ฮีม-ออกซิเจเนส 2 ถูกกระตุ้นโดยฟอสโฟรีเลชั่นโดยเคซีนไคเนส 2.158,159 ยังคงมีการศึกษาผลกระทบของแลคเตตและ CO ต่อสภาวะสมดุลของสารสื่อประสาทในระบบประสาทส่วนกลาง แลคเตตทำหน้าที่เป็นสัญญาณไปยังเซลล์ประสาทเพื่อปล่อยนอร์อะดรีนาลีนและ COmediated มากขึ้นของการโต้ตอบระหว่างเซลล์ในระบบประสาทส่วนกลางส่งผลต่อวงจรประสาท160-162 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างแลคเตตและ CO ในการส่งผลต่อการตอบสนองเหล่านี้ไม่เป็นที่ทราบแน่ชัดและจำเป็นต้องได้รับการศึกษา

ไอออนสภาวะสมดุล

แคลิฟอร์เนีย2+

CO ส่งผลต่อการส่งสัญญาณ Ca2+ (จำเป็นสำหรับการส่งผ่านไซแนปติก การถอดรหัสยีน การกระตุ้นระบบประสาทส่วนกลาง และการจัดเก็บหน่วยความจำ) และอาจควบคุมการสลับระหว่างการใช้กลูโคสและแลคเตตในระหว่างการกระตุ้นระบบประสาทส่วนกลาง การทำงานของไซแนปติก และพยาธิวิทยาทางระบบประสาท

การบำรุงรักษาการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางต้องมีการควบคุมสภาวะสมดุลของแคลเซียม – การควบคุม CO ของช่องแคลเซียม (K+ ที่กระตุ้นแคลเซียม – กระจายอยู่ในเซลล์ทั้งแบบกระตุ้นและแบบไม่กระตุ้น มีความไวสูงต่อความเข้มข้นและแรงดันไฟฟ้าของแคลเซียมในเซลล์ และสามารถลด Ca ที่ขึ้นกับแรงดันไฟฟ้าได้{{4} } รายการผ่านเมมเบรนไฮเปอร์โพลาไรเซชันและทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมผลตอบรับเชิงลบ - และตระกูลช่องสัญญาณ Ca 2+) จำเป็นต่อการทำงานของระบบประสาทส่วนกลางตามปกติ กลไกที่ CO ควบคุมช่องแคลเซียมยังไม่ชัดเจน ยังคงเป็นข้อโต้แย้ง และต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม

Telezhkin etal.163 พบว่าซีสเตอีนที่ตกค้าง 911 ในส่วนท้ายของส่วนปลาย C ของหน่วยย่อย BKCa ของมนุษย์มีความสำคัญสำหรับการกระตุ้นโดย CO.Bak และคณะ เสนอข้อจำกัดเหนี่ยวนำแบบแบ่งส่วน 2+- ของกระสวยมาเลท-แอสพาเทตที่กำหนดก่อน และช่องหลังซินแนปติกที่เผาผลาญกลูโคสและกลูโคสบวกแลคเตต โดยส่วนหลังแสดงความสัมพันธ์เชิงบวกระหว่างเมตาบอลิซึมออกซิเดชันของกลูโคสและการส่งสัญญาณ Ca2+ แลคเตตมีความสำคัญต่อสภาวะสมดุลของแคลเซียมเช่นกัน

ทาคาตะและเพื่อนร่วมงาน 165 ระบุว่าการสนับสนุนการใช้งานไซแนปติกไบแลกเตตนั้นสัมพันธ์กับการกระตุ้นช่องแคลเซียมชนิด NMDA และ L จำเป็นต้องมีการศึกษาเพื่อหาความสัมพันธ์ระหว่างแลคเตตและ CO ต่อสภาวะสมดุลของแคลเซียม

แคล-

สภาวะสมดุลของคลอไรด์ (Cl–) เกี่ยวข้องกับการโต้ตอบที่ซับซ้อนหลายอย่าง และมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการยับยั้งไซแนปติก และการควบคุมปริมาตร และกำหนดผลกระทบของการส่งผ่านสารสื่อประสาทที่ใช้ไกลซีนและ GABA166 การไม่มี/การปรากฏและการทำงานของตัวขนส่งคลอไรด์และช่องทาง (แตกต่างกันในประเภทของเซลล์สมอง) ส่งผลกระทบ ทิศทางของ Cl– fluxes และสรีรวิทยาของเซลล์ GABA ซึ่งเป็นสารสื่อประสาทที่ถูกกระตุ้นในระหว่างการพัฒนาของระบบประสาทส่วนกลางจะถูกยับยั้งในผู้ใหญ่ การเปลี่ยน GABA จากการกระตุ้นเป็นการยับยั้งมีความสัมพันธ์กับความเข้มข้นในเซลล์ของ Cl– ในการพัฒนาระยะแรก Cl– ในเซลล์จะสูงกว่าความเข้มข้นนอกเซลล์ แต่ใน Cl– ในเซลล์ของผู้ใหญ่จะต่ำกว่า Cl– นอกเซลล์

เมื่อ GABA จับกับตัวรับ GABAA ช่อง Cl– ไอออนจะเปิดขึ้น การไหลเข้าของ Cl– และเยื่อหุ้มโพสิแนปติกจะโพลาไรซ์โพลาไรซ์โพลาไรซ์ด้วยการยับยั้งการไหลเข้าของ Ca2+ ของเซลล์ประสาทแบบโพสซินแนปติก167การสลับบทบาทเกี่ยวข้องกับการแสดงออกของแคตไอออน/คลอไรด์โคทรานสปอร์เตอร์ NKCC1 และ KCC2 และสอดคล้องกับการเจริญเต็มที่ของระบบประสาทส่วนกลาง การยับยั้งโดย GABA ขึ้นอยู่กับ Cl– การไหลเข้าและความต่อเนื่องของ Cl– การอัดขึ้นรูปจากเซลล์ (การไล่ระดับเคมีไฟฟ้า Cl– ไม่หมดลง) - ในระบบประสาทส่วนกลางของผู้ใหญ่ KCC2 มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อผลการยับยั้งของ GABA (และ glycine) วงจร insynaptic 168 ไอออนบวก / คลอไรด์ ผู้ขนส่งร่วมมีบทบาทพื้นฐานในการสร้างความแตกต่าง โรค การแพร่กระจายของเซลล์ประสาท ความเสียหาย การฟื้นตัว และการทำงานที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบของตัวรับพลาสมาเลมมาและช่องทางสื่อกลาง (เช่น ความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติก)

ตัวพาไอออนเหล่านี้ขึ้นอยู่กับแรงเคมีไฟฟ้าของไอออน Na+ และ K+ ซึ่งทำปฏิกิริยากับ Na+-K+ ATPase และโมดูเลเตอร์ของมัน – การควบคุมของ NKCC1 และ KCC2 นั้นเป็นปัจจัยการเจริญเติบโตที่คล้ายอินซูลิน, ปัจจัยประสาทโทรฟิคที่ได้มาจากสมอง และการนำไฟฟ้าของเยื่อหุ้มเซลล์ซิสติกไฟโบรซิส สารควบคุม และโดยฟอสโฟรีเลชั่นของเอนไซม์169 โครงสร้างและกลไกของสารขนส่งร่วมของแคตไอออน/คลอไรด์ทั้งสองนี้กำหนดการขนส่งทางอิเล็กทรอนิกส์ของโซเดียม คลอไรด์ และ/หรือโพแทสเซียมข้ามเยื่อหุ้ม และด้วยเหตุนี้ จึงส่งผลกระทบต่อการดูดซึมและการหลั่งไอออน การรักษาสภาวะสมดุลของไอออน และการควบคุมปริมาตรของเซลล์ – วิถีการโยกย้ายไอออน สารตกค้างที่สำคัญสำหรับกิจกรรมการขนส่ง และตำแหน่งการจับไอออนได้ถูกกำหนดไว้แล้ว170,171ตัวขนส่งไอออนเหล่านี้กำหนดการกระทำของ GABA – แลคเตตมีความเกี่ยวข้องกับการปลดปล่อย GABA และผลกระทบของ CO (ในฐานะโมเลกุลที่ถูกกระตุ้น) ในนิวเคลียสเหนือไฮโปทาลามัส ขึ้นอยู่กับ GABA .172,173 ความสัมพันธ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อกำหนดปฏิสัมพันธ์ระหว่าง Cl–, GABA, CO และแลคเตทต่อสุขภาพและโรคของระบบประสาทส่วนกลาง

K+

ไอออนหลักสี่ตัวผันผวนตามการยิงเป็นจังหวะในระบบประสาทส่วนกลาง ซึ่งรวมถึง Ca2+, Na+, Cl– และ K+ การทำงานร่วมกันระหว่างสิ่งเหล่านี้ส่งผลให้เกิดกิจกรรมการสั่น Astrocytes ควบคุมการยิงของเซลล์ประสาทโดยส่งผลต่อความเข้มข้นนอกเซลล์

ระดับ K+ ภายนอกเซลล์ในระบบประสาทส่วนกลางนั้นต่ำเมื่อเทียบกับระดับภายในเซลล์ และการไล่ระดับสีมีความสำคัญสำหรับการสื่อสารซินแนปติกและการส่งสัญญาณทางไฟฟ้า (ด้วยการทำงานของเซลล์ประสาท จะมองเห็นระดับนอกเซลล์เพิ่มขึ้นอย่างไม่ชั่วคราว) หากสภาวะสมดุลไม่คงอยู่ การดีโพลาไรซ์ที่แพร่กระจายอย่างกว้างขวางของเซลล์ CNS จะเกิดขึ้นและส่งผลต่อไซแนปส์ปกติ การทำงานของเซลล์ประสาท และการดูดซึมของสารสื่อประสาท 174-177การปล่อยประจุประสาทส่งผลให้เกิดการกระตุ้นช่องโพแทสเซียมที่ควบคุมด้วยแรงดันไฟฟ้า โดยที่ K+ เคลื่อนที่ไปยังพื้นที่นอกเซลล์

K+ ที่สะสมจะถูกดูดซับโดยแอสโตรไซต์ที่อยู่ใกล้เคียงและกระจายใหม่ผ่านซินไซเทียมโดยการกระตุ้นช่องว่างทางแยก 6}}ปั๊ม K+ จำเป็นสำหรับการควบคุมนอกเซลล์K+.174 Kir channel สร้างและควบคุมศักยภาพเยื่อหุ้มเซลล์ที่เหลือของเซลล์ที่ถูกกระตุ้น และในแอสโตรไซต์ ส่งผลต่อการบัฟเฟอร์โพแทสเซียม (และด้วยเหตุนี้ ความตื่นเต้นของเซลล์ประสาท)182 ใน CNS Kir4.1 คือ โมดูเลเตอร์ของปัจจัยทางระบบประสาทที่ได้มาจากสมอง

ความผิดปกติของช่อง astrocytic Kir4.1 ช่วยอำนวยความสะดวกในการแสดงออกในแอสโตรไซต์ (การเปิดใช้งาน Ras / Raf / mitogen-activeprotein kinase kinase / kinasepathway ที่ควบคุมสัญญาณนอกเซลล์) และอาจเชื่อมโยงกับความผิดปกติทางจิตเวช 183,184 ความสัมพันธ์ของ CO และแลคเตตกับช่อง Kir และอาจเป็นไปได้ ปัจจัยทางระบบประสาทที่ได้มาจากสมองในระบบประสาทส่วนกลางไม่ได้ถูกกำหนดไว้ อย่างไรก็ตาม CO ยับยั้งช่อง Kir ในคาร์ดิโอไมโอไซต์เช่นเดียวกับ H2S.185,186 ยังไม่มีการศึกษาผลกระทบของสารสื่อก๊าซ Kir ในระบบประสาทส่วนกลาง จำเป็นต้องมีการศึกษาเพื่อประเมินผลกระทบของ CO ในช่อง Kir และปัจจัยทางระบบประสาทที่ได้มาจากสมองในสมอง และบทบาทของแลคเตทในกระบวนการเมแทบอลิซึมเหล่านี้ (ไกลโคโคโนไลซิสเป็นสิ่งสำคัญ)

อวัยวะ

ผลต่อระบบน้ำเหลือง

สิทธิพิเศษทางภูมิคุ้มกันและการระบายน้ำของระบบประสาทส่วนกลางได้รับผลกระทบจากความสัมพันธ์ระหว่างระบบน้ำเหลืองของระบบประสาทส่วนกลาง (ระบบที่ช่วยให้การไหลเวียนของเลือดในระบบประสาทส่วนกลางโดย CSF และ ISF) และเยื่อหุ้มสมองและต่อมน้ำเหลือง (มีบทบาทสำคัญในการระบายน้ำของ ISF, CSF, โมเลกุลที่ได้มาจาก CNS และเซลล์ภูมิคุ้มกันจากระบบประสาทส่วนกลางและเยื่อหุ้มสมอง ต่อมน้ำเหลืองบริเวณต่อมน้ำเหลือง)

ท่อน้ำเหลืองจากเยื่อหุ้มสมองยังมีความสำคัญในการแลกเปลี่ยนเนื้อหาที่ละลายได้ระหว่าง CSF และ ISF ที่เป็นกุญแจสำคัญในการกำจัดของเสียในเซลล์ ตัวถูกละลาย และการรับส่งข้อมูลทางภูมิคุ้มกันออกจากระบบประสาทส่วนกลาง 97,187,188 การเชื่อมต่อระหว่างทั้งสองระบบทำให้ CSF ไหลอย่างต่อเนื่องซึ่งจะทำให้สมองถูกระบายออกไป ไปยังโหนดต่อพ่วง 96 แลคเตตถูกล้างบางส่วนจากระบบประสาทส่วนกลางโดยทั้งสองระบบนี้

ในขณะที่ heme oxygenaseis เกี่ยวข้องกับการตกเลือดใน subarachnoid และการกวาดล้างของมันผ่านทางน้ำเหลืองของเยื่อหุ้มสมอง ปฏิกิริยาระหว่างแลคเตตเคลียร์, CO และระบบน้ำเหลืองของระบบประสาทส่วนกลาง 189 รายการยังไม่ได้รับการกำหนดและจำเป็นต้องมีการศึกษา

ผลกระทบต่อ BBB

ความสมบูรณ์ของ BBB เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับสุขภาพของระบบประสาทส่วนกลางตามปกติ การหยุดชะงักของมัน เช่นเดียวกับโรคหลอดเลือดสมอง สัมพันธ์กับอาการบวมน้ำในสมองและการขาดระบบประสาท190,191 การหยุดชะงักนี้บรรเทาลงโดยโมเลกุลที่ปล่อย CO-3 ซึ่งช่วยลดการรั่วไหลของ Evans blue และอาการบวมน้ำของสมอง เพิ่มการแสดงออกของตัวรับปัจจัยการเจริญเติบโตที่ได้จากเกล็ดเลือด โซนูลา occludens-1 และ laminin ลดการแสดงออกของเมทริกซ์ metallopeptidase-9 ดังนั้นการปกป้องเพอริไซต์ โปรตีนที่จุดเชื่อมต่อแน่น และโปรตีนเมทริกซ์192 วิถีทางของ heme oxygenase-1 ยังมีความสำคัญต่อการย้ายถิ่นและการสร้างความแตกต่างอีกด้วย ของเซลล์ต้นกำเนิดบุผนังหลอดเลือดที่สำคัญต่อความสมบูรณ์ของ BBB193,194 แลคเตตยังส่งผลต่อการสร้างสิ่งกีดขวางและการทำงานของ BBB อีกด้วย 14 ปฏิกิริยาระหว่าง CO และแลคเตตบน BBB ยังไม่ได้รับการกำหนดและจำเป็นต้องได้รับการศึกษา

เซลลูล่าร์และเครือข่าย

ความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติก

ความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการรักษาสภาวะสมดุลในร่างกาย สำหรับการแบ่งปันข้อมูลที่จำเป็นระหว่างเซลล์ประสาท และสำหรับควบคุมการส่งผ่านซินแนปติกหรือการส่งสัญญาณไฟฟ้าไปยังเครือข่ายประสาท การควบคุมหรือการลดการควบคุมของ CO ส่งผลต่อความเป็นพลาสติกนี้ และดังนั้น neuropathologies195,196 Lactate ยังเป็นโมเลกุลส่งสัญญาณใน synapticplasticity – L-lactate ช่วยกระตุ้นการแสดงออกของยีนที่เกี่ยวข้องกับ synapticplasticity เช่น Arc, c-Fos และ Zif268 ผ่านกลไกที่เกี่ยวข้องกับตัวรับ NMDA กิจกรรมและการส่งสัญญาณต่อเนื่องของไคเนสที่ควบคุมสัญญาณนอกเซลล์ 1/2.129,197,198 การยับยั้งของไคเนสอย่างหลังจะเพิ่มการเกิดภาวะ exocytosis ของไซแนปติกเวสิเคิลโดยการเพิ่มการไหลเข้าของแคลเซียมผ่านช่องแคลเซียมชนิด L199 การลดลงของไคเนสที่กระตุ้นการทำงานของไมโทเจนโปรตีนไคเนส/ไคเนสที่ควบคุมสัญญาณนอกเซลล์ 1/2 เส้นทางการส่งสัญญาณโดย CO ได้รับการแนะนำว่าเป็นกลไกที่เป็นไปได้ 200,201 ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง CO และแลคเตตและผลกระทบต่อความเป็นพลาสติกแบบซินแนปติกจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม

Synaptogenesis/การบำรุงรักษา/การกำจัด

การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างสมองและการจัดระเบียบในขณะที่เราสัมผัส เรียนรู้ และปรับตัวถือเป็นความยืดหยุ่นของระบบประสาท (ต่อเนื่องไปตลอดชีวิต) การเชื่อมต่อภายในสมองกำลังแข็งแกร่งขึ้นหรืออ่อนแอลงอย่างต่อเนื่อง

กระบวนการที่มีการควบคุมอย่างประณีตและหลายขั้นตอนนี้ถูกกำหนดโดยการสร้างไซแนปส์ของเซลล์ประสาท/การเจริญเติบโต และขึ้นอยู่กับตัวควบคุมหลัก เกิดขึ้นพร้อมกันในบริเวณสมองที่แตกต่างกันและระหว่างเซลล์ประสาทประเภทต่างๆ (เซลล์ประสาทเดี่ยวได้รับอินพุตไซแนปส์นับพัน) และได้รับผลกระทบจากอินพุตจากภายนอก กิจกรรมของเซลล์ประสาท เส้นทางการส่งสัญญาณจากภายใน และประสบการณ์ทางประสาทสัมผัส การเปลี่ยนแปลงของซินแนปติกหรือความยืดหยุ่นของระบบประสาทสัมพันธ์กับสภาวะทางจิตเวชหลายอย่าง

CO มีความสำคัญต่อการฟื้นฟูความยืดหยุ่นของระบบประสาทในระบบประสาทส่วนกลางและในการจัดโครงสร้าง synapticplasticity และกำลังได้รับการประเมินว่าเป็นการบำบัดทางระบบประสาท 194,195 การเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีที่เกิดขึ้นกับ CO ไม่ได้ถูกกำหนดไว้อย่างชัดเจนและกำลังได้รับการประเมินเพิ่มเติม แลคเตทเป็นตัวควบคุมยีนซินแนปติกและส่งผลต่อการสร้างซินแนปโตเจเนซิส การบำรุงรักษา และการกำจัด70,194,202 ความสัมพันธ์ระหว่าง CO และการสร้างซินแนปโตเจเนซิส/การบำรุงรักษา/การกำจัดแลคเตทไม่ได้ถูกกำหนดไว้

การสร้างระบบประสาท

กระบวนการที่สร้างเซลล์ประสาทใหม่ในสมอง การสร้างระบบประสาท มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อเอ็มบริโอกำลังพัฒนาและดำเนินต่อไปในบริเวณสมองบางส่วนหลังคลอดและตลอดช่วงอายุขัยของเรา

ความหลากหลายของเซลล์ประสาทเป็นผลมาจากการสร้างนิวรอนที่ได้รับการควบคุมในระหว่างการพัฒนาของเอ็มบริโอ - สเต็มเซลล์ของระบบประสาท (เอกลักษณ์/การทำงานที่ซับซ้อนตั้งแต่ชนิดย่อยของการสงบเงียบ/การเปิดใช้งาน/ตัวกลาง) จะสร้างความแตกต่างและกลายเป็นเซลล์ชนิดพิเศษในเวลาและภูมิภาคเฉพาะในระบบประสาทส่วนกลาง และได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก เป็นที่รู้กันว่าพลวัตของไมโตคอนเดรียมีความสำคัญในระหว่างกระบวนการนี้และการตัดสินใจชะตากรรมของเซลล์ประสาท - พลังที่ควบคุมโดยไมโตคอนเดรียซึ่งเชื่อมโยงกับการพัฒนาของเซลล์ประสาท ส่วนประกอบสำคัญของกระบวนการนี้ ไมโตคอนเดรียเป็นศูนย์กลางในการพิจารณาการจำลองแบบและการแยกความแตกต่างของเซลล์สารตั้งต้นเหล่านี้ในระบบประสาทส่วนกลาง

การเปลี่ยนไปใช้เซลล์ประเภทที่แตกต่างมากขึ้นนั้นมาพร้อมกับการลดลงของไกลโคไลซิสและวิถีออกซิเดชันของกรดไขมันและการสร้างไบโอไมโตคอนเดรีย203-206 ระดับแลคเตตส่งผลต่อการสร้างระบบประสาทเช่นเดียวกับการมีอยู่ของ CO.116207-211การศึกษามีความจำเป็นเพื่อประเมินเพิ่มเติม ปฏิสัมพันธ์ของแลคเตทและ CO ต่อการสร้างระบบประสาท (และผลต่อโรคระบบประสาท)

การพัฒนาและการแนะแนวของเส้นประสาท

สมองของมนุษย์ประกอบด้วยเซลล์ประสาทมากกว่า 1 × 1,011 เซลล์ และแต่ละเซลล์ประสาทเชื่อมต่อกับเซลล์ประสาทอื่น ๆ ได้แก่ แอกซอนและเดนไดรต์ที่เติบโตออกมา มีปฏิสัมพันธ์กับเซลล์อื่น ๆ และเลือกส่วนที่ยื่นออกมาเพื่อสร้างเครือข่ายการทำงานที่ใช้งานได้ บูรณาการ และประสานงานกัน เริ่มต้นจากระยะเอ็มบริโอตอนปลายและกำหนดความแตกต่างของต้นกำเนิดประสาท การพัฒนาของเซลล์ประสาทถูกกำหนดโดยการกำหนดเป้าหมาย/การเจริญเติบโตของแอกซอน การสุกของเดนไดรต์ การสร้างไซแนปส์ที่ต้องบูรณาการโปรแกรมพันธุกรรมภายในและปัจจัยภายนอก และความสัมพันธ์ทางเคมี

การเชื่อมต่อซินแนปติกที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและกำจัดออกไป จะกำหนดความเป็นพลาสติกของวงจรประสาท212-215 การตัดเดนไดรต์และแอกซอนออกเพื่อให้วงจรประสาทเจริญเต็มที่นั้นเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสุขภาพของระบบประสาทส่วนกลางตามปกติ ภายใน 2 ปีแรกของชีวิต (ในมนุษย์) มากกว่าครึ่งหนึ่งของการเชื่อมต่อที่เกิดขึ้นในครรภ์จะถูกกำจัด นิวไรต์ที่ถูกตัดแต่งมีความสำคัญสำหรับการปรับปรุงเครือข่าย และอาจทำหน้าที่เป็นเซลล์ประสาทบุกเบิกที่สามารถนำทางเซลล์ประสาทอื่นๆ กำจัดการเชื่อมต่อที่กว้างขวางที่เกิดขึ้นตั้งแต่แรกในขั้นตอนการเดินสายก่อนหน้านี้ กำจัดกิ่งก้านที่มากเกินไป และทำให้โปรแกรมการพัฒนาง่ายขึ้น216-219Microglia (ประกอบด้วยมากถึง 10 –15% ของเซลล์ทั้งหมดใน CNS ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) เกี่ยวข้องกับการกำจัดไซแนปส์และอิทธิพลของความแข็งแรงของซินแนปติก – กิจกรรมของเซลล์ประสาทสามารถกระตุ้นการทำงานของไมโครเกลียได้โดยตรง (ตรวจจับสถานะการทำงานของเซลล์ประสาท) เมื่อระบบประสาทส่วนกลางเจริญเต็มที่ ไมโครเกลียจะจำกัดตำแหน่งในภูมิภาคต่างๆ ทั่วทั้งสมอง

คิดว่าเป็นเพราะสภาพแวดล้อมระดับจุลภาคและความแตกต่างด้านการทำงาน ได้แก่ การกระตุ้นแบบดั้งเดิมและการกระตุ้นทางเลือกที่เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาต้านการอักเสบและการเปลี่ยนแปลงเนื้อเยื่อ Microglia ตรวจสอบเนื้อเยื่อของระบบประสาทส่วนกลางและส่งผลต่อการเคลื่อนตัวของเซลล์ในสมองที่มีสุขภาพดี ความตื่นเต้นของเส้นประสาท การสร้างระบบประสาท และกิจกรรมซินแนปติก

ฟีโนไทป์สามารถเปลี่ยนจากผู้เฝ้าระวังไปเป็นโปรหรือต้านการอักเสบในการตอบสนองต่อสภาวะต่างๆ การควบคุมวิถีทางที่เฉพาะเจาะจงขึ้นอยู่กับสิ่งเร้าสามารถเปลี่ยนแปลงเมตาบอลิซึมของไมโตคอนเดรียได้ - การเปลี่ยนแปลงของเมแทบอลิซึมจะเห็นได้ด้วยการกระตุ้นการทำงานของไมโครเกลีย CO ส่งผลต่อการหายใจของ microglia และขึ้นอยู่กับความเข้มข้น 220,221 โมเลกุลที่ปล่อย CO2 3 ส่งผลต่อการกระตุ้นการทำงานของ microglia222 เมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ (รวมถึงเมแทบอลิซึมของแลคเตท) ได้รับผลกระทบจากการอักเสบของระบบประสาท222,223 ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสองระบบนี้กับโรคการตัดแต่งกิ่งและโรคเกี่ยวกับความเสื่อมของระบบประสาทไม่ได้ถูกกำหนดไว้

การกำหนดสถาปัตยกรรมของระบบประสาทส่วนกลาง

สถาปัตยกรรมของสมองยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่องเมื่อเวลาผ่านไป และเป็นกระบวนการต่อเนื่องที่เริ่มต้นก่อนเกิดและดำเนินต่อไปจนถึงวัยผู้ใหญ่ ประกอบด้วยการเชื่อมต่อหลายพันล้านการเชื่อมต่อระหว่างเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ในพื้นที่ต่างๆ ของสมอง โดยการเชื่อมต่อและทักษะของระบบประสาทที่เรียบง่ายจะก่อตัวขึ้นก่อน ตามด้วยวงจรและทักษะที่ซับซ้อนมากขึ้น และขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ของยีนและประสบการณ์

ปริมาตรสมองทั้งหมดเปลี่ยนแปลงไปตลอดชีวิต - การเติบโตเกิดขึ้นในช่วงวัยเด็กและวัยรุ่น จากนั้นปริมาตรจะลดลงทีละน้อย และอาจมีการเติบโตมากขึ้นหรือสูญเสียเนื้อเยื่อเลยระหว่างอายุประมาณ 18 ถึง 35 ปี ตามมาด้วยการสูญเสียปริมาตรซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามอายุ แผนที่อ้างอิงสมองเพื่อระบุสถาปัตยกรรมทางกายวิภาคที่ซับซ้อนของสมองช่วยเชื่อมโยงโครงสร้างกับการทำงาน224,225หลังคลอด การเชื่อมต่อยังคงได้รับการปรับตามสภาพแวดล้อมและประสบการณ์เกี่ยวกับยีนที่ส่งผลต่อการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์ต่างๆ และการกำหนดโมเลกุลและไอออนที่ใช้สำหรับ ระบบประสาทส่วนกลางที่ทำงาน

ไซแนปส์และไมโครวงจรรวม เช่นเดียวกับเซลล์ประสาท วงจรเฉพาะที่ และระบบ/ทางเดิน ได้รับผลกระทบ ประสบการณ์มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการพัฒนาสถาปัตยกรรมของสมองและส่งผลต่อยีน ยีนสามารถเปิดหรือปิดได้226-228ความสามารถในการเปลี่ยนสถาปัตยกรรมของสมองเพื่อตอบสนองต่อประสบการณ์จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป สถาปัตยกรรมทางกายวิภาคและเครือข่ายโครงสร้าง/หน้าที่ส่งผลต่อปฏิสัมพันธ์ด้านการทำงานในสมอง การเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อของโครงสร้างจะขนานไปกับการเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อด้านการทำงานและแสดงลักษณะการเปลี่ยนแปลงของสมองเมื่ออายุมากขึ้น228 การเพิ่มขึ้นของแลคเตตในสมองจะมองเห็นได้เมื่อสมองมีอายุมากขึ้น กลไกจะแตกต่างกันไปตามบริเวณต่างๆ ของสมอง ( สถานะ LDH มีความสำคัญ)229,230 สถาปัตยกรรมที่เปลี่ยนแปลงไปของสมองที่แก่ชราอยู่ภายใต้ความเครียดจากปฏิกิริยาออกซิเดชัน - ยีน heme oxygenase ถูกชักนำ CO (ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาโดยฮีมออกซิเจนเนส) มีผลกระทบอย่างมากต่อระบบประสาทส่วนกลาง 231,232 บทบาทและปฏิสัมพันธ์ของแลคเตตและ CO ในการเปลี่ยนแปลงสถาปัตยกรรมของระบบประสาทส่วนกลางจำเป็นต้องศึกษาเพิ่มเติม

ระดับระบบ

ผลต่อการนอนหลับ

แลคเตทเป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพของการนอนหลับ โดยความเข้มข้นของแลคเตทจะสูงขึ้นในระหว่างการตื่นเมื่อเทียบกับการนอนหลับและการอดนอน โดยเพิ่มขึ้นเมื่อตื่น และลดลงภายในไม่กี่นาทีของการนอนหลับ84,233,234 ในระหว่างการนอนหลับ ความเข้มข้นของ ISF ลดลง การผลิตลดลง และเพิ่มการกวาดล้างแลคเตทในหลอดเลือดมากขึ้น37 การเปิดใช้งานระบบน้ำเหลืองที่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะสัมพันธ์กับการลดลงของ CNSแลคเตตระหว่างการนอนหลับ82 สิ่งนี้จะเปลี่ยนอัตราส่วนแลคเตต/ไพรูเวต (และด้วยเหตุนี้ NADH/NAD ศักยภาพรีดอกซ์)83

ในผู้ป่วยที่มีภาวะหยุดหายใจขณะหลับจากการอุดกั้น CO ที่หายใจออกมีความสัมพันธ์กับภาวะขาดออกซิเจนในระหว่างการนอนหลับ ระดับ CO หมุนเวียนหลังการนอนหลับ 235 ระดับเพิ่มขึ้นในช่วงแรก 236 และแลคเตทในหลอดเลือดดำเพิ่มขึ้น (ปรับปรุงด้วยความดันทางเดินหายใจบวกอย่างต่อเนื่อง)237,238 ปัจจัยการถอดรหัสผลการอักเสบ ปัจจัยนิวเคลียร์คัปปาบี (ได้รับผลกระทบจากแลคเตทและ CO) ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน239 ปฏิกิริยาระหว่าง CO, แลคเตต และปัจจัยนิวเคลียร์คัปปาบีระหว่างการนอนหลับและภาวะหยุดหายใจขณะหลับจากการอุดกั้นจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม

การควบคุมสมดุลพลังงาน

สมองเป็นส่วนสำคัญในการรักษาสมดุลของพลังงาน - นิวเคลียสไฮโปธาลามิกและก้านสมอง ซึ่งเป็นส่วนหลักของสมองด้านการควบคุมสมดุลพลังงาน ได้รับผลกระทบจากวงจรที่ไม่ใช่สภาวะสมดุลและสภาวะสมดุล (สัมพันธ์กันและบูรณาการ)

วงจรประสาทในกระบวนการของระบบประสาทส่วนกลางข้อมูลเกี่ยวกับการบริโภคอาหาร อาหาร สิ่งที่เกี่ยวข้องกับอาหาร และการให้อาหารและความสมดุลของพลังงานเกี่ยวข้องกับการทำงานของสมองที่สูงขึ้นและกระบวนการเสื่อมถอย240-242 5′ อะดีโนซีน โมโนฟอสเฟต-แอคติเวต โปรตีนไคเนส (AMPK) ซึ่งเป็นตัวควบคุมการเผาผลาญของ สิ่งมีชีวิตทั้งหมด รับรู้ AMP: อัตราส่วน ATP และ/หรืออะดีโนซีน ไดฟอสเฟต/ATP และรักษาสมดุลของพลังงานโดยการส่งเสริมการผลิต ATP โดยการเพิ่มกิจกรรม/การแสดงออกของโปรตีนที่เกี่ยวข้องกับการสลายแบบ incatabolism และอนุรักษ์ ATP โดยการปิดเส้นทางการสังเคราะห์ทางชีวภาพ

การเปิดใช้งานแบบเลือกสรรของ AMPK ของไฮโปทาลามัสจะลบล้างกลไกการตรวจจับกลูโคส/แลคเตตในไฮโปทาลามัส243 AMPK ที่เปิดใช้งานยังกระตุ้นการแสดงออกของยีนของเฮมออกซิเนส-1 และยกระดับแกนการส่งสัญญาณของปัจจัยนิวเคลียร์อีรีทรอยด์ 2-ปัจจัยที่เกี่ยวข้อง 2/ฮีมออกซิเดส-1 จำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติม 244,245 รายการเพื่อกำหนดความสัมพันธ์ระหว่าง AMPK, แลคเตต และ CO ที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมสมดุลพลังงาน

เคมีบำบัด

เคมีบำบัด (การสร้างการตอบสนองต่อการปรากฏตัวของตัวกระตุ้นทางเคมี) เป็นฟังก์ชันพื้นฐานทางประสาทสัมผัสและขึ้นอยู่กับการผสมผสานที่ซับซ้อนของสัญญาณเมมเบรนที่รับสื่อกลาง การปรับเปลี่ยนไขมัน การย้ายตำแหน่งของโปรตีน และการกระตุ้น/ปิดใช้งานส่วนต่างของส่วนประกอบที่เป็นขอบเขตของเมมเบรนและไซโตซิลิก

บางชนิดถูกสื่อกลางโดยปลายประสาทสัมผัสร่างกายของเส้นประสาท trigeminal, glossopharyngeal และvagus สารเคมีกระตุ้นการทำงานของตัวรับเคมีบำบัดผ่านกลไกที่แตกต่างจากระบบประสาทสัมผัสอื่นๆ และปลายประสาทสามารถกระตุ้นความรู้สึกและปฏิกิริยาตอบสนองได้ การทับซ้อนกันของความไวของช่องไอออนแต่ละตัวกับตัวเร่งปฏิกิริยาทางเคมีอาจส่งผลให้ ในการกระตุ้นการทำงานของปลายประสาทประเภทต่างๆ โดยใช้สารเคมีชนิดเดียว การทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนระหว่างตัวเอกทางเคมีและตัวรับสารเคมีทำให้เกิดการเลียนแบบทางเคมีโดยสารที่แตกต่างกันทางเคมี

หลายพื้นที่ของระบบประสาทส่วนกลางเกี่ยวข้องกับการกระตุ้นการตอบสนองต่อการกระตุ้นทางเคมีโดยเฉพาะ กลไกการรับสัมผัสทางเคมีอาจเป็นปัจจัยเชิงสาเหตุที่สำคัญในโรคทางระบบประสาทบางชนิด แต่การศึกษาเพื่อประเมินบทบาทของแลคเตตและ/หรือ CO ในการรับสัมผัสด้วยเคมียังขาดอยู่ อย่างไรก็ตาม การให้แลคเตทเข้าไปเป็นความท้าทายที่กระตุ้นให้เกิดอาการตื่นตระหนก และคิดว่าเกี่ยวข้องกับกลไกการรับสัมผัสทางเคมี{{ 0}} ไม่ทราบผลกระทบของ CO ในเรื่องนี้ จำเป็นต้องมีการศึกษาเพื่อประเมินปฏิกิริยาระหว่างแลคเตตและ CO ต่อการรับเคมีบำบัด

สรุป

แลคเตทไม่ถือว่าเป็น "เพียงของเสียจากการเผาผลาญ" อีกต่อไป สุขภาพของระบบประสาทส่วนกลางโดยรวมได้รับผลกระทบจากการไม่มีอยู่และคุณสมบัติทางชีวเคมี ปัจจุบัน CO เป็นที่รู้กันว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตแลคเตตและบทบาทของมัน (ในฐานะที่เป็นเชื้อเพลิง ฮอร์โมน และ/หรือโมเลกุลส่งสัญญาณ) ในระบบประสาทส่วนกลาง ความสามารถในการปกป้องระบบประสาทของ L-lactate บางส่วนขึ้นอยู่กับความสมบูรณ์ของระบบฮีม-ออกซิเจเนส และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง CO จำเป็นต้องมีการประเมินเพิ่มเติมของปฏิกิริยาระหว่าง L-lactate/heme-oxygenase/CO เพื่อให้เข้าใจถึงผลกระทบต่อการประยุกต์ใช้ในด้านสุขภาพของระบบประสาทส่วนกลางได้ดียิ่งขึ้น และโรคระบบประสาท

อ้างอิง

1. Bouzier-Sore AK, Voisin P, Bouchaud V, Bezancon E, FranconiJM, Pellerin L. การแข่งขันระหว่างกลูโคสและแลคเตตเป็นสารตั้งต้นพลังงานออกซิเดชันในเซลล์ประสาทและแอสโตรไซต์: การศึกษา NMR เปรียบเทียบ ยูโร เจ นิวโรไซ 2549;24:1687-1694.

2. Medina JM, Tabernero A. การใช้แลคเตทโดยเซลล์สมองและบทบาทในการพัฒนาระบบประสาทส่วนกลาง เจ นิวโรไซ เรส 2005;79:2-10.

3. Magistretti PJ, Allaman I. แลคเตตในสมอง: จากผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจากการเผาผลาญไปจนถึงโมเลกุลส่งสัญญาณ แนท เรฟ นิวโรไซ 2018;19:235-249.

4. Proia P, Di Liegro CM, Schiera G, Fricano A, Di Liegro I. Lactateas เป็นสารเมตาบอไลต์และตัวควบคุมในระบบประสาทส่วนกลาง Int JMol วิทย์ 2016;17:1450.

5. Adeva-Andany M, López-Ojén M, Funcasta-Calderón R และคณะ การทบทวนที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการเผาผลาญแลคเตทในสุขภาพของมนุษย์ไมโตคอนเดรีย 2014;17:76-100.

6. บรูคส์ จอร์เจีย วิทยาศาสตร์และการแปลทฤษฎีกระสวยแลคเตท เซลล์ Metab 2018;27:757-785.

7. ดีเนล จอร์เจีย ไตรนิตี้เมแทบอลิซึม กลูโคส-ไกลโคเจน-แลกเตต ลิงก์สโตรไซต์ และเซลล์ประสาทในพลังสมอง การส่งสัญญาณ ความจำ และการแสดงออกของยีน Neurosci เล็ตต์. 2017;637:18-25.

8. Horvat A, Vardjan N, Zorec R. การกำหนดเป้าหมาย astrocytes เพื่อรักษาความผิดปกติทางระบบประสาท: คาร์บอนมอนอกไซด์และการเพิ่มขึ้นของแลคเตตที่เกิดจาก noradrenaline Curr Pharm Des. 2017;23:4969-4978.

9. เอมส์ เอ. ที่ 3 การเผาผลาญพลังงานของระบบประสาทส่วนกลางเกี่ยวข้องกับการทำงาน BrainRes Brain Res Rev. 2000;34:42-68.

10. Baltan S. แลคเตตสามารถทำหน้าที่เป็นสารตั้งต้นของพลังงานสำหรับแอกซอนได้ทั้งในเวลาที่ดีและไม่ดี ในยามเจ็บป่วยและในสุขภาพได้หรือไม่? Metab Brain Dis.2015;30:25-30

For more information:1950477648nn@gmail.com