신경 보호 및 신경 보존에 대한 젖산염과 일산화탄소 상호 작용의 효과 1부

추상적인

역사적으로 혐기성 대사의 폐기물로 간주되었던 젖산염은 정상적인 중추신경계(CNS) 기능에 필요한 전신 대사의 대사산물이자 CNS의 강력한 신호 분자 및 호르몬입니다.

중추신경계는 인간의 가장 중요한 신경계 중 하나이다. 이는 우리의 신체 활동, 의식, 기억에 중요한 역할을 합니다. 특히 기억은 우리의 삶과 일에 큰 영향을 미칩니다.

중추신경계는 뇌와 척수의 두 부분으로 구성됩니다. 그 복잡성으로 인해 우리는 다양한 방식으로 생각하고, 인식하고, 행동할 수 있습니다. 그 중 뇌는 중추신경계의 핵심으로, 인간의 가장 놀라운 기관 중 하나입니다. 그것은 우리의 생각과 인식을 조정하고 우리 몸의 다양한 움직임을 제어할 수 있습니다. 동시에 뇌는 우리의 기억 은행이기도 합니다. 모든 기억은 뇌에 저장되며 우리의 언어, 지식, 삶의 경험은 뇌의 기억에서 나옵니다.

중추신경계와 기억의 관계는 매우 가깝습니다. 중추신경계에 문제가 생기면 기억력에도 영향을 미치게 됩니다. 예를 들어, 중추신경계가 외상, 중독, 감염 및 기타 요인에 의해 영향을 받으면 인지 장애와 기억 상실로 이어질 수 있습니다. 이러한 상황이 발생하면 이를 개선하기 위한 몇 가지 조치를 취할 수 있습니다.

첫 번째는 두뇌 운동이다. 두뇌를 사용하는 것이 기억력을 향상시키는 가장 좋은 방법입니다. 기억력 게임, 새로운 지식 학습, 어려운 사고 문제 도전 등을 통해 중추신경계를 훈련시켜 뇌의 에너지와 유연성을 높일 수 있습니다.

두 번째는 육체적 운동이다. 신체 운동은 심혈관 기능을 향상시키고 뇌의 혈액 순환을 촉진하며 육체적 지구력을 증가시키는 등 중추 신경계 기능을 향상시켜 기억력을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있습니다.

또한, 우리는 행복한 기분을 유지해야 합니다. 정서적 안정은 중추신경계의 정상적인 기능에 도움이 되며, 특히 긍정적인 감정은 기억력 향상에 도움이 될 수 있습니다.

한마디로 중추신경계와 기억의 관계는 매우 밀접하다. 우리는 중추신경계를 보호하고 강화하여 신체와 뇌의 건강을 유지하고 기억력을 향상시키는 데 최선을 다해야 합니다. 기억력을 향상시켜야 함을 알 수 있습니다. 시스탄체는 많은 독특한 효과를 지닌 전통 한약이기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 그 중 하나는 기억력을 향상시키는 것입니다. 시스탄체의 효능은 탄닌산, 다당류, 플라보노이드 배당체 등 포함된 다양한 활성 성분에서 비롯되며 여러 가지 방법으로 뇌 건강을 증진할 수 있습니다.

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기억력을 향상시키는 10가지 방법을 알아보세요

신경 활동 신호는 일반적으로 주로 성상교세포에서 형성을 유도하며 생산은 혐기성 및 호기성 대사에 따라 달라집니다. 기능은 정상적이고 역동적이고 확장적이며 진화하는 중추신경계 기능에 따라 달라집니다.

수준은 정상적인 생리적 조건과 중추신경계 병리에 따라 변할 수 있습니다. 몸 전체로 이동하는 쉽게 연소되는 연료인 젖산염은 에너지원으로 사용되며 중추신경계 지혈, 가소성, 기억력 및 흥분성에 필요합니다.

뉴런 활성 영역을 넘어서는 확산은 뇌의 다른 영역에 있는 뉴런과 성상교세포의 활동에 영향을 미칩니다. 장벽 형성, 혈액뇌장벽의 기능, 산화 대사와 해당작용 및 뇌 대사 사이의 완충은 젖산염의 영향을 받습니다. 신경 보호에 중요한 것은 L-락테이트 및 헴 산소화효소/일산화탄소(아가소전달물질) 신경보호 시스템과 관련이 있다는 것입니다.

L-락테이트에 대한 일산화탄소의 영향은 신경 보호에 영향을 미칩니다. 가스 전달 물질과 L-락테이트의 상호 작용은 CNS 안정성에 중요하며, 이에 대해서는 이 기사에서 검토할 것입니다.

키워드: 성상교세포; 생화학적 상호작용; 중추신경계; 가스전달물질; 소교세포; 신경보존; 신경보호; 희돌기아교세포.

소개

젖산염(1780년에 발견되었으며 대사의 폐기물로 간주됨)은 전신 대사와 정상적인 중추 신경계(CNS) 발달 및 기능에 필요한 분자입니다. 이것은 주산기 동안 희소돌기아교세포, 성상교세포, 뉴런의 지질 전구체이자 에너지 공급 목적으로 선호되는 기질이지만1,2 우선적으로 뇌의 허혈과 관련이 있습니다.

그러나 현재 증거에 따르면 젖산은 CNS의 생리적 조건 하에서 발견됩니다.3,4 신경 활동 신호는 주로 성상교세포에서 형성을 유도합니다.

에너지원으로 사용되는 동안 중추신경계 지혈, 가소성, 기억 및 흥분성에도 필요하며 현재는 몸 전체를 순환하는 지역적으로 연소되는 연료로서 전신 대사 조정에 필요한 대사 산물로 인식됩니다. 분자 및 호르몬.3-7 이러한 기능은 정상적인 동적, 확장 및 진화하는 CNS 생리 기능에 대한 CNS 요구 사항에 따라 달라집니다.

존재 여부는 CNS 신경 보호에도 중요하며 L-젖산염 및 헴 산소화효소/일산화탄소(CO)(가스 전달 물질) 신경 보호 시스템과 관련이 있습니다.8 L-젖산염에 대한 CO의 효과는 신경 보호에 영향을 미칩니다. 가스 전달 물질과 L-젖산염의 상호 작용은 다음과 같습니다. 이 기사에서 검토할 CNS 안정성에 중요합니다.

MEDLINE, EMBASE 및 Cochrane 데이터베이스를 체계적으로 검색했습니다. 데이터베이스는 처음부터 2020년 12월 31일까지 검색되었습니다.

중추신경계의 젖산 공급원

혐기성 대사의 폐기물로 간주되는 젖산염은 CNS에서 유익한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 그 생산은 혐기성 대사에만 국한되지 않습니다. 중추신경계 농도는 혈청 젖산염 수준, 산소 이용 가능성, 신경 세포 발화, 분해 및 대사율에 따라 달라집니다.

젖산염은 중요한 대사 연료이자 세포간 메신저 역할을 합니다. 젖산염이 뉴런 활성 영역을 넘어 확산되면 뇌의 다른 영역에 있는 뉴런과 성상교세포의 활동에 영향을 미칩니다.9-11

세포질 수초 채널과 모노카르복실산 수송체(MCT)를 통해 젖산을 전달하여 신경세포 대사 지원에 기여하는 희소돌기아교세포는 이 과정에 적극적으로 참여합니다. 젖산은 수초화 희소돌기아교세포에 의해 방출된 다음 축삭에서 미토콘드리아아데노신 삼인산 생성을 위해 사용됩니다.12,13 희소돌기아교세포는 세포와 연관되어 있습니다. 세포 간 젖산염 셔틀 및 성상교세포-뉴런젖산염 셔틀(젖산염을 생성하는 세포와 젖산염을 소비하는 세포 사이의 젖산염 이동은 희소돌기아교세포 대사에 중요합니다).

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이러한 과정을 통해 젖산염은 CNS에서 신호 전달 분자, 에너지원 및 포도당 생성 전구체로 사용될 수 있습니다.6,11 젖산염은 또한 산화 대사와 해당과정 사이의 완충 장치인 혈액뇌장벽(BBB)의 장벽 생성 및 기능에 영향을 미칩니다. 15 어쩌면 뇌 대사에 선호되는 연료일 수도 있습니다.16

세포 내 및 세포 간 젖산 셔틀과 BBB를 통한 젖산 섭취는 BBB를 통한 수송이 속도 제한되고 뇌 내 젖산 생산이 CNS의 요구를 반영하지만(대사 및 활용은 동적임) CNS 항상성에 필수적임을 시사합니다.

성상세포에서 뉴런으로의 젖산 이동은 휴식 중에 발생하지만, 뉴런에서 포도당이 젖산염으로 흥분되는 해당작용(미토콘드리아 연료 산화의 속도를 초과함)으로 인해 에너지 수요가 증가합니다.17,18 새로 태어난 포유류 뇌에서는 증가된 혈액 젖산염이 기질로 활용됩니다. 기준선 혈중 젖산 수치가 있는 성인의 휴면 뇌에서는 뇌 에너지 필요량의 약 10%가 젖산의 산화에 의해 충족됩니다(혈장 젖산 수치가 증가함에 따라 더 많이 산화될 수 있음).19,20 CNS 젖산 지형은 지역별 생물학/대사를 암시하며 이는 유사합니다. 개인 간.21-23

젖산염 항상성에 내재된 CNS의 제거도 마찬가지로 중요합니다. 뉴런 활동 중에 CNS에서 생성된 젖산염의 대부분은 에너지원으로 사용되기보다는 제거됩니다.

BBB를 통한 흡수

신체와 중추신경계 사이의 보호 경계면인 고도로 혈관화된 BBB는 젖산을 포함한 물질이 뇌로 선택적으로 통과하도록 허용합니다. 처음에는 Paul Ehrlich24(생쥐의 혈류에 염료를 주입하고 염료가 뇌나 척수에 들어가지 않는다는 사실을 발견함)에 의해 식별되었으며, BBB라는 용어는 연구를 통해 뇌 심실에 주입된 다양한 물질이 신경학적 증상을 일으킨다는 사실이 밝혀진 후 Lewandowsky에 의해 도입되었습니다. 정맥 주사 시에는 보이지 않는 것입니다.

전자 현미경 검사 결과, 뇌 내피 세포는 뉴런, 성상교세포, 혈관 주위 세포 및 혈관 평활근 세포와 접촉하는 단일 층의 뇌 내피 세포로 혈액과 CNS 사이에 장벽을 구축하는 것으로 나타났습니다.

BBB 기능은 이 신경혈관 단위의 신호 및 누화에 따라 달라집니다.26,27 밀착 접합(세포간 경로를 통한 이온 및 분자의 통과 장벽, 그리고 세포막의 근첨부와 기저외측 도메인 사이의 단백질 및 지질 이동에 대한 장벽) 및 부착 접합 (상피 세포가 정점 및 기저 원형질막에서 서로 다른 단백질 및 지질을 사용하여 극성을 설정하도록 허용) BBB의 무결성을 유지합니다.

BBB는 독성 및/또는 유해 물질이 혈액에서 뇌로 이동하는 것을 제한하는 장벽 기능으로 가장 잘 알려져 있지만, BBB에는 대사산물 제거와 영양분을 뇌로 전달하는 운반 기능도 있습니다. 장벽 기능은 세포주위 장벽, 세포간 장벽, 효소 장벽 및 유출 수송체에 따라 달라집니다.

수동 확산과 특정 수송 단백질은 운반체 기능에 필요합니다. 혈액의 흐름은 BBB 세포 구조에 영향을 미치고 기능은 BBB 견고성을 증가시키고 내피 세포 분화에 영향을 미칩니다.29

CNS에서 물질 제거에는 혈관 주위 유출, 대사 및 BBB가 포함됩니다.30,31L-락테이트는 부피 전달자로 간주되며 모노카르복실산 수송체를 통해 생산 부위(즉, 근육)에서 소비 부위(즉, CNS)까지 먼 거리를 이동할 수 있습니다. (MCT)는 세포외 공간과 세포 사이의 젖산염 확산을 매개합니다.

BBB를 통한 젖산 통과는 불포화 확산 또는 원형질막의 MCT를 통해 혈액 내 젖산 농도와 뇌 결과 사이의 평형(그런 다음 젖산은 피루브산 젖산 탈수소효소를 통해 평형을 이룸)이 제한될 수 있습니다.32

정상 혈장 젖산염 수치에서는 비포화 확산이 혈액에서 중추신경계로 이동하는 젖산염의 50%만큼 높을 수 있으며, 혈장 젖산염 수치가 높으면 거의 즉각적인 평형이 발생합니다. MCT는 BBB를 포함한 다양한 세포막을 통해 L-락테이트(뇌에서 가장 풍부한 모노카르복실산염)를 운반합니다. 이는 모노카르복실산염 음이온과 양성자 발생의 공동 수송입니다. 4개의 운반체(MCT 1-4)는 양성자와 모노카르복실산(즉, 젖산)의 양방향, 전기중성 1:1 공동 수송을 설명합니다.

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MCT2는 젖산염에 대해 가장 높은 친화력을 가지고 있습니다. MCT 1~4의 지역화는 젖산염 대사의 다양한 측면에 관여하고 있으며 MCT의 생산은 조건에 따라 다릅니다.

보조 단백질(즉, 엠비진, 바시진, 뉴로플라스틴)은 활동에 필요합니다.4,32-36 유출은 순막과 관강막 모두에 존재하는 MCT1에 의해 매개되는 수동 수송에 의해 발생합니다.30,37

뇌에서 젖산염 생산

CNS의 생명/성장/분열에 필요한 중요한 주요 대사 경로인 이화작용 및 동화작용에는 포도당 생성/당분해, 지방산 산화, 요소 회로, 오탄당인산 경로, 산화적 인산화 및 구연산 회로가 포함됩니다.

미성숙한 인간의 필수 CNS 에너지 기질인 포도당은 포도당 수송/대사에 의존하며 주로 희소돌기아교세포와 성상교세포에 의해 소비되며, 성상교세포와 희돌기교세포에 의해 생성 및 방출되는 대사산물은 뉴런에서 에너지원으로 사용됩니다.

뇌의 선호되는 에너지 기질인 젖산은 축삭의 중요한 에너지 기질이고, CNS에서 중요하며, 심장은 생애 초기의 중요한 공급원이며, 현재는 성인 뇌에 필요한 중요한 대사산물로 생각됩니다.

성상교세포, 소교세포, 뉴런 및 희소돌기아교세포에 존재하는 젖산염 생산은 여러 경로를 통해 이루어지며 젖산염의 적시 대사 및 제거는 CNS 건강과 웰빙을 촉진합니다. CNS에서 젖산염으로의 대사 전환은 질병, 스트레스 및 부상에 대한 저항성과 관련이 있습니다.

CNS의 대사 과정은 다세포 유형의 존재와 발달/성숙 수준에 따라 성숙에 따라 감소하고 뇌의 영역에 따라 피루브산/젖산 비율이 달라집니다.

젖산염 대사에 중요한 성상교세포-뉴런 상호작용은 역동적인 요구와 그 생산을 반영합니다. 글리콜, 용해 및 글리코겐 대사는 정상적인 뇌 기능, 성장 및 치유에 필요하며 젖산염 생성으로 이어질 수 있습니다.

CNS 젖산 생산에는 다음 경로가 포함됩니다: 포도당 신생/당분해 경로, 지방산 산화, 요소 회로, 오탄당 인산 경로, 산화적 인산화 및 구연산 회로.4,7,38,39

포도당신생합성/당분해 경로

비탄수화물 전구체로부터 CNS의 포도당 생성(포도당신생합성)은 다단계 과정입니다. 해당과정에서 사용되는 효소는 가역적 반응을 촉매할 수 있습니다. 그러나 되돌릴 수 없는 세 가지 반응이 있습니다.

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

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

2) Dephosphorylation of fructose-1,6 biphosphate: Fructose 1,6-biphosphate (cytoplasm) ->->->과당-6인산염(세포질);

3) Dephosphorylation of glucose 6-phosphate: Glucose-6 phosphate (cytoplasm) ->->->포도당 (세포질).

피루베이트 키나제는 포스포에놀피루베이트가 피루베이트로 전환되는 것을 촉매합니다.

피루브산은 젖산염 탈수소효소를 통해 젖산염으로 전환될 수 있습니다. 효소의 가용성 능력은 세포마다 다릅니다. 예를 들어 성상교세포는 중요한 6-포스포프럭토-2-키나제/과당-2,6-비스포스파타제-3 활성을 나타냅니다. 과당-2,6-이인산염.

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