신경 보호 및 신경 보존에 대한 젖산염과 일산화탄소 상호 작용의 효과 3부
Jun 17, 2024
분자
pH 조절
CNS의 정상적인 기능은 pH에 의해 영향을 받습니다. 변화가 엄격하게 조절되는 미세 회로에 영향을 미치기 때문입니다.
신경계와 기억 사이에는 밀접한 관계가 있습니다. 신경계는 인체에서 가장 중요한 시스템 중 하나입니다. 외부정보, 내부정보, 활동지시 등을 수신, 전송, 처리하는 역할을 담당합니다. 동시에 기억은 인간 인지 능력의 핵심 중 하나이며 신경계의 정상적인 작동과 분리될 수 없습니다.
신경계의 뉴런은 인간의 뇌에서 매우 중요한 세포입니다. 그들은 매우 높은 가소성과 연결성을 가지며 뉴런 간의 화학적, 전기적 신호 교환을 통해 정보를 전송하고 처리할 수 있습니다. 소성뉴런 간의 자기조직화와 피드백 제어를 통해 우리는 다양한 신경망을 구축하고 유지하며 학습, 기억, 사고 등 인지능력을 실현할 수 있다.
기억이란 경험, 지식, 정보를 보존하고 재생산하는 인간의 능력을 말합니다. 신경계에서는 뉴런 간의 화학적, 전기적 신호 교환을 통해 기억의 형성과 저장이 완성됩니다. Huangpu Education의 딥 러닝은 "신경 가소성"이 인간 기억의 형성 및 저장을 위한 중요한 메커니즘 중 하나임을 보여줍니다. 신경가소성은 정보와 자극을 받은 후 형태, 구조, 기능의 변화를 통해 새로운 정보에 적응하고 저장하는 뉴런의 능력을 말합니다.
신경가소성에 대한 추가 연구에서는 지속적인 운동과 훈련을 통해 신경계의 신경 활동이 자극되어 기억 형성과 향상을 촉진할 수 있다는 사실이 밝혀졌습니다. 예를 들어, 책과 신문을 많이 읽는 것은 지식을 넓힐 뿐만 아니라 신경가소성을 촉진시켜 기억력을 향상시키는 데도 도움이 됩니다. 동시에 신체 운동과 건강한 생활방식도 신경가소성과 기억력 향상을 촉진하는 중요한 방법입니다.
간단히 말해서, 신경계와 기억 사이에는 밀접한 관계가 있습니다. 적절한 운동과 훈련을 통해 신경가소성과 기억력 향상이 향상되어 인간의 인지 능력이 더욱 잘 발휘될 수 있습니다. 그러므로 우리는 건강한 생활 방식에 주의를 기울이고, 더 많은 지식과 신체 훈련을 수행하고, 신경계 활동을 자극하고, 인지 수준과 삶의 질을 지속적으로 향상시켜야 합니다. 기억력 향상이 필요하다는 것을 알 수 있는데, 시스탄체는 기억력과 학습에 매우 중요한 아세틸콜린과 성장인자의 수치를 높이는 등 신경전달물질의 균형도 조절할 수 있기 때문에 기억력을 크게 향상시킬 수 있습니다. 또한 Cistanche는 혈류를 개선하고 산소 전달을 촉진하여 뇌가 충분한 영양과 에너지를 얻을 수 있도록 하여 뇌 활력과 지구력을 향상시킬 수 있습니다.
세포 내 H+ 격리, CO2 확산, H+ 완충, 세포막을 통한 산/염기 등가물의 막 수송, 탄산 탈수효소 활성, 모노카르복실산 수송체, 액포형 양성자ATPase 등 여러 과정이 CNS에서 H+를 조절합니다.
산 압출과 Na+/H+ 교환, Na+-HCO3- 공동수송 및 Na+-의존 Cl-/HCO- 교환은 pH 수준을 매개합니다.143-146 척수에서 세포는 두 가지를 가집니다. pH 수준을 감지하는 세포막의 분자 유형 중 하나는 산성 pH(산 감지 이온 채널 하위 단위 3)에 반응하고 다른 하나는 알칼리성 pH 수준(PKD2L 1)에 반응합니다. 신경 활동으로 젖산이 방출되고 pH가 더욱 산성이 됩니다.
pH가 낮을수록 pH가 높을수록 pH를 감지하는 중심관 세포의 신경 말단에서 소마토스타틴이 분비되어 운동 활동이 억제됩니다.147 이온 채널 게이팅/전도도, 대사물질 교환 및 신경 흥분성, 시냅스 전달 및 갭 접합을 통한 세포간 통신은 pH에 따라 달라집니다. 및 후속 정보 처리.
CNS 젖산염과 CO는 pH를 변화시킬 수 있습니다. pH의 표준화는 위에서 언급한 여러 수준에서 발생할 수 있으며 젖산염과 CO는 모두 이러한 여러 과정에 영향을 미칩니다. CNS pH에 대한 젖산과 CO의 상호작용을 평가하는 연구는 수행되지 않았습니다.
물 수송과 항상성
CNS의 물 수송과 항상성은 공동 수송체에 부분적으로 의존합니다. 능동 모드와 수동 모드가 제안되었습니다. 세포당 공동수송체의 수와 유형 및 단위 수분 투과성은 다양합니다.
수로 단백질인 AQP는 인간 두뇌의 물 수송과 항상성에 통합되어 있고 중추신경계의 4개 물 구획 사이의 물 흐름을 중재하는 주요 내재 단백질군에 속합니다. AQP1, AQP3, AQP4, AQP5, AQP7, AQP8, AQP9, AQP11 등 8개의 AQP가 뇌에서 발현되며 AQP1과 AQP4가 가장 높은 농도로 발현됩니다.
정통 AQP는 물만 전도하는 반면 아쿠아글리세로포린은 다른 작은 분자도 전도할 수 있습니다. AQP9는 원형질막을 통한 물 흐름에 관여하며 모노카르복실산염(즉, 젖산염)에도 투과성이 있습니다. 뇌에서 가장 풍부한 AQP인 AQP4는 성상교세포 발 돌기에 집중되어 있으며 BBB 방어, 신경 가소성, 노폐물 제거 및 물의 항상성(물을 뇌로 운반하지만 부종 시 뇌 밖으로 물을 이동시킴)에 중요합니다. 148-150AQP는 또한 기체 분자를 전도합니다.
AQP1은 지질소포 및 생체 내에서 재구성될 때 산화질소 침투와 연관되어 있습니다. 산화질소는 신경 산화질소 합성효소와 내피 산화질소 합성효소에 의해 생성됩니다. AQP4는 신경 산화질소 합성효소와 내피 산화질소 합성효소(모세혈관의 내피 세포를 둘러싸는 성상교세포의 말단 발의 세포질막에 존재) 근처에서 발견됩니다.
AQP4는 AQP1에 비해 가스 전도에 더 적합합니다.151-154 AQPscan이 가스 분자(및 어떤 가스)를 전도하는지 여부와 AQP 매개 가스 전도가 임상적으로 중요한지는 확실하지 않습니다. 초기 연구에서는 젖산염과 CO가 아마도 AQP의 영향을 받는 것으로 나타났습니다. AQP가 젖산염과 CO에 미치는 영향과 젖산염, CO 및 AQP 사이의 상호 작용을 확인하려면 추가 연구가 필요합니다.
신경전달물질 항상성
인간 CNS에는 40개 이상의 신경전달물질이 있습니다. 흥분성(글루타메이트, 아세틸콜린, 히스타민, 도파민, 노르에피네프린, 에피네프린), 억제성(GABA, 세로토닌, 도파민), 신경조절제(도파민, 세로토닌, 아세틸콜린, 히스타민, 노르에피네프린) 및 신경호르몬 (호르몬, 옥시토신, 바소프레신 방출).
항상성, 즉 변화를 식별하고 기본 기능을 복원하는 보상 반응으로 반응하는 뇌 세포/세포 시스템의 능력은 자가 수용체에 의한 신경 전달 물질 방출 조절, 신경 전달 물질의 비시냅스 생성을 포함한 여러 메커니즘의 상호 작용으로 발생합니다. , 시냅스전으로부터의 신경전달물질 소포 방출, 수송체에 의한 흡수 및 신경전달물질의 확산. 신경전달물질 구배가 존재하며 그 유지는 신경학적 과정에 매우 중요합니다. 시냅스를 둘러싼 신경교세포는 결과의 주요 효과자입니다.
전산 모델에 따르면 특정 신경교 구성이 필요할 수 있고, 신경전달물질, 수송체의 세포외 농도를 유지하려면 비시냅스 소스가 필요하며, 비시냅스 소스 밀도는 시냅스 전 자가수용체의 톤을 제공하기 위해 공동으로 변화할 수 있으며, 시냅스 신경교 구성이 다음을 위해 제안될 수 있습니다. 주어진 신경전달물질과 주어진 세포외 신경전달물질 농도.155-157CO(및 산화질소)도 신경전달물질입니다.
시냅스 소포에 저장되지 않고 탈분극과 함께 CO가 방출되면 생합성 효소가 활성화됩니다. 즉, 헴-옥시게나제 2는 카세인 키나제 2에 의한 인산화에 의해 활성화됩니다. CNS 신경 전달 물질의 항상성에 대한 젖산염과 CO의 영향은 계속해서 연구되고 있습니다. 젖산염은 뉴런에 더 많은 노르아드레날린을 방출하는 신호 역할을 하며 CNS 세포 상호 작용의 CO매개 촉진은 신경 회로에 영향을 줍니다.160-162 이러한 반응에 영향을 미치는 젖산염과 CO 사이의 상호 작용은 알려져 있지 않으며 연구가 필요합니다.
이온 항상성
칼슘2+
CO는 Ca{0}} 신호(시냅스 전달, 유전자 전사, CNS 흥분 및 기억 저장에 필요함)에 영향을 미치며 CNS 활성화, 시냅스 활동 및 신경병리학 동안 포도당과 젖산 활용 사이의 전환을 제어할 수 있습니다.
정상적인 CNS 기능을 유지하려면 칼슘 항상성 조절이 필요합니다. – 칼슘 채널의 CO 조절(칼슘 활성화 K+ – 흥분성 세포와 비자발성 세포 모두에 분포하고, 세포 내 칼슘 농도 및 전압에 매우 민감하며, 전압 의존성 Ca{4}를 감소시킬 수 있습니다. } 막 과분극을 통해 진입하고 음성 피드백 조절자 역할을 하며 Ca2+ 채널군)은 정상적인 CNS 기능에 필요합니다. CO가 칼슘 채널을 조절하는 메커니즘은 불분명하고 여전히 논란의 여지가 있으며 추가 연구가 필요합니다.
Telezhkin et al.163은 인간 BKCa 서브유닛의 C 말단 꼬리에 있는 시스테인 잔기 911이 CO에 의한 활성화에 중요하다는 것을 발견했습니다. Bak et al.164는 사전 정의하는 말레이트-아스파르트산염 셔틀의 구획화된 Ca{3}}유도 제한을 제안했습니다. 그리고 포도당과 포도당 및 젖산을 대사하는 시냅스 후 구획으로, 후자는 포도당의 산화 대사와 Ca{7}} 신호 사이에 양의 상관관계를 나타냅니다. 젖산염은 칼슘 항상성에 필수적입니다.
Takata와 동료들은 젖산 활용에 의한 시냅스 기능 지원이 NMDA 및 L형 칼슘 채널의 활성화와 연관되어 있음을 확인했습니다. 칼슘 항상성에 대한 젖산염과 CO 사이의 관계를 결정하는 연구가 필요합니다.
Cl–
염화물(Cl-) 항상성은 여러 복잡한 상호작용을 수반하며 시냅스 억제 및 부피 조절에 중요하며 글리신 매개 및 GABA 신경전달의 효과를 결정합니다.166 염화물 수송체 및 채널의 부재/존재 및 기능(뇌세포 유형에 따라 다름)이 영향을 미칩니다. Cl- 플럭스의 방향과 세포 생리학. CNS 발달 중 흥분성 신경 전달 물질인 GABA는 성인에서 억제성입니다. GABA의 흥분성에서 억제성으로의 전환은 세포내 Cl- 농도와 상관관계가 있습니다. 초기 발달에서는 세포내 Cl-가 세포외 농도보다 높지만, 성인에서는 세포내 Cl-가 세포외 Cl-보다 낮습니다.
GABA가 GABAA 수용체에 결합하면 Cl- 이온 채널이 열리고 Cl-가 유입되며 시냅스 후 막이 과분극되어 시냅스 후 뉴런의 Ca2+ 유입이 억제됩니다.167 역할 전환은 양이온/염소수송체 NKCC1의 발현과 관련이 있습니다. KCC2는 CNS의 성숙과 유사합니다. GABA에 의한 억제는 Cl- 유입과 세포로부터의 Cl- 압출에 대한 지속에 달려 있습니다(전기화학적 Cl- 구배는 고갈되지 않음). 성인 CNS에서 KCC2는 GABA(및 글리신) 시냅스 회로의 억제 효과에 중요합니다.168양이온/염화물 공동수송체는 분화, 질병, 신경 증식, 손상, 회복 및 원형질막 수용체 및 채널 매개 효과(즉, 시냅스 가소성)와 관련된 기능에서 근본적인 역할을 합니다.
이러한 이온 전달체는 Na+-K+ ATPase 및 그 조절자와 상호작용하는 Na+ 및 K+ 이온의 전기화학적 힘에 의존합니다. NKCC1 및 KCC2의 조절은 인슐린 유사 성장 인자, 뇌 유래 신경영양 인자 및 낭포성 섬유증 막횡단 전도도에 의해 이루어집니다. 이 두 양이온/염소 공동수송체의 구조와 메커니즘은 막을 통과하는 나트륨, 염화물 및/또는 칼륨의 전기적 중성 수송을 결정하며, 이에 따라 이온 흡수 및 분비, 이온 항상성 유지 및 세포 부피 조절에 영향을 줍니다. – 이온 전이 경로, 이동 활동을 위한 주요 잔류물 및 이온 결합 부위가 정의되었습니다.170,171 이러한 이온 전달체가 GABA 작용을 결정합니다. – 젖산은 GABA 방출과 연관되어 있으며 시상하부 시상상핵의 CO(흥분성 분자로서) 효과는 GABA에 의존합니다. .172,173 이러한 관계는 CNS의 건강과 질병에 대한 Cl-, GABA, CO 및 젖산 사이의 상호 작용을 정의하는 추가 연구가 필요합니다.
K+
4개의 주요 이온은 CNS에서 리드미컬한 발사로 변동합니다. 여기에는 Ca2+, Na+, Cl– 및 K+가 포함됩니다. 이들 사이의 시너지 효과로 인해 진동 활동이 발생합니다. 성상세포는 세포외 농도에 영향을 주어 신경세포의 발화를 조절합니다.
CNS의 세포외 K+ 수준은 세포내 수준에 비해 낮으며 기울기는 시냅스 통신 및 전기 신호 전달에 중요합니다(신경 활동과 함께 세포외 수준의 일시적인 상승이 나타남). 항상성이 유지되지 않으면 CNS 세포의 광범위한 탈분극이 발생하여 정상적인 시냅스, 신경 세포의 활성화 및 신경 전달 물질의 흡수를 손상시킬 수 있습니다.174-177신경 방전으로 인해 K+가 세포외 공간으로 이동하면서 전압 개폐 칼륨 채널이 활성화됩니다.
축적된 K+는 인접한 성상교세포에 의해 흡수되고 간극 연접의 활성화를 통해 합포체를 통해 재분배됩니다.178,179 성상교세포에서는 증가된 세포외 K+의 흡수를 위해 글리코겐분해가 필요합니다.180,181 Kir 채널(각각 여러 구성원을 갖는 7개의 하위 계열)과 Na{{ 6}}K+ 펌프는 세포외 K+의 조절에 필요합니다.174 Kir 채널은 흥분성 세포의 휴지 막전위를 확립하고 조절하며, 성상교세포에서는 칼륨 완충(따라서 신경 흥분성)에 영향을 미칩니다.182 CNS에서 Kir4.1은 뇌 유래 신경 영양 인자의 조절제.
성상교세포 Kir4.1 채널의 기능 장애는 성상교세포에서의 발현을 촉진하고(Ras/Raf/미토겐 활성화 단백질 키나제 키나제/세포외 신호 조절 키나제 경로 활성화) 정신 장애와 연관될 수 있습니다.183,184Kir 채널과 젖산염과 CO의 관계 CNS의 뇌 유래 신경 영양 인자는 정의되지 않았습니다. 그러나 CO는 H2S와 마찬가지로 심근세포의 Kir 채널을 억제합니다.185,186 CNS에서 가스 전달 물질인 Kir 채널의 효과는 연구되지 않았습니다. Kir 채널과 뇌의 뇌 유래 신경영양 인자에 대한 CO 효과와 이러한 대사 과정에서 젖산염의 역할을 평가하기 위한 연구가 필요합니다(글리코겐 분해가 중요함).
오르간
림프계에 미치는 영향
CNS 면역 특권 및 배수는 CNS 글림프계(CSF 및 ISF에 의한 CNS 관류를 허용하는 시스템)와 수막림프계(ISF, CSF, CNS 유래 분자 및 CNS 및 수막의 면역 세포 배수에 주요 역할) 사이의 관계에 의해 영향을 받습니다. 말초 림프절).
CSF와 ISF 사이의 수용성 내용물 교환에도 중요한 뇌막 림프관은 CNS에서 세포 폐기물, 용질 및 면역 트래픽을 제거하는 열쇠입니다. 97,187,188 두 시스템 사이의 연결은 뇌에 관류되는 CSF의 지속적인 흐름을 허용합니다. 말초 노드로.96 젖산염은 이 두 시스템에 의해 CNS에서 부분적으로 제거됩니다.
헴 산소화효소는 지주막하 출혈과 수막 림프관을 통한 제거에 관여하지만189 젖산염 제거, CO 및 CNS 림프계 사이의 상호 작용은 아직 정의되지 않았으며 연구가 필요합니다.
BBB에 미치는 영향
BBB 무결성은 정상적인 CNS 건강의 전제 조건입니다. 뇌졸중과 마찬가지로 이 장애는 뇌부종 및 신경학적 결핍과 관련이 있습니다.190,191 이 장애는 CO 방출 분자-3에 의해 완화되며, 이는 에반스 블루 누출 및 뇌 부종을 감소시키고 혈소판 유래 성장 인자 수용체인 Zonula의 발현을 증가시킵니다. occludens-1 및 laminin은 매트릭스 메탈로펩티다제-9의 발현을 감소시켜 혈관주위세포, 밀착연접 단백질 및 매트릭스 단백질을 보호합니다.192 헴 산소화효소-1 경로도 이동과 분화에 중요합니다. BBB 무결성에 중요한 내피 전구 세포의 수입니다.193,194 젖산염은 또한 장벽 생성과 BBB의 기능에도 영향을 미칩니다.14 BBB에서 CO와 젖산염 간의 상호 작용은 아직 정의되지 않았으며 연구할 필요가 있습니다.
셀룰러 및 네트워크
시냅스 가소성
시냅스 가소성은 신체의 항상성을 유지하고, 뉴런 간에 필수 정보를 공유하고, 시냅스 전달 또는 신경 네트워크로의 전기 신호 전달을 조절하는 데 중요합니다. CO의 상향 조절 또는 하향 조절은 이러한 가소성에 영향을 미치므로 신경병리학에 영향을 미칩니다.195,196 젖산염은 또한 시냅스 가소성의 신호 분자입니다. L-젖산염은 NMDA 수용체와 관련된 메커니즘을 통해 Arc, c-Fos 및 Zif268과 같은 시냅스 가소성 관련 유전자의 발현을 자극합니다. 활성 및 그 하류 신호 전달 계단식 세포외 신호 조절 키나제 1/2.129,197,198 후자의 억제는 L형 칼슘 채널을 통한 칼슘 유입을 증가시켜 시냅스 소포 세포외유출을 증가시킵니다.199 미토겐 활성화 단백질 키나제 키나제/세포외 신호 조절 키나제 1/2신호 전달 경로의 하향 조절 CO는 가능한 메커니즘으로 제안되었습니다.200,201 CO와 젖산염 사이의 상호 작용과 시냅스 가소성에 미치는 영향에 대해서는 추가 연구가 필요합니다.
시냅스 생성/유지/제거
우리가 경험하고, 학습하고, 적응하면서 뇌 구조와 조직의 변화가 신경가소성입니다(평생 지속됨). 뇌 내부의 연결은 지속적으로 강해지거나 약해지고 있습니다.
이 복잡하게 조절되는 다단계 프로세스는 신경 시냅스 형성/성숙으로 정의되며 주요 조절자에 따라 다르며 서로 다른 뇌 영역과 서로 다른 유형의 뉴런(단일 뉴런이 수천 개의 시냅스 입력을 받음) 사이에서 동시에 발생하며 외부 입력, 신경 활동에 영향을 받습니다. , 내재적 신호 전달 경로 및 감각 경험. 시냅스 또는 신경가소성의 변화는 다양한 신경정신병적 상태와 연관되어 있습니다.
CO는 CNS의 신경가소성을 복원하고 시냅스 가소성을 구조화하는 데 중요하며 신경치료제로 평가되고 있습니다.194,195 CO로 발생하는 생화학적 변화는 잘 정의되어 있지 않으며 추가로 평가되고 있습니다. 젖산은 시냅스 유전자의 조절자이며 시냅스 생성, 유지, 제거에 영향을 미칩니다.70,194,202 CO와 젖산의 시냅스 생성/유지/제거 사이의 관계는 정의되지 않았습니다.
신경발생
뇌에서 새로운 뉴런이 형성되는 과정인 신경 발생은 배아가 발달하고 출생 후 및 평생 동안 특정 뇌 영역에서 계속될 때 중요합니다.
뉴런의 다양성은 배아 발달 중 신경 발생의 조절로 인해 발생합니다. 신경 줄기 세포(정지/활성화/중간 하위 유형 사이의 복잡한 정체성/기능)는 CNS의 특정 시간과 영역에서 분화되어 특화된 세포 유형이 되며 외부 요인의 영향을 받습니다. 미토콘드리아 역학은 이제 이 과정과 신경줄기세포의 운명 결정, 즉 신경 발달과 관련된 미토콘드리아 조절 에너지 작용에서 중요한 것으로 알려져 있습니다. 이 과정에 필수적인 미토콘드리아는 CNS에서 이러한 전구 세포의 복제와 분화를 결정하는 데 핵심입니다.
더욱 분화된 세포 유형으로의 전환에는 해당과정과 지방 산화 경로 및 미토콘드리아 생물 발생의 하향 조절이 수반됩니다.203-206 젖산염 수준은 CO.116의 존재와 마찬가지로 신경 발생에 영향을 미칩니다.207-211추가적인 평가를 위한 연구가 필요합니다. 신경 발생(및 신경병리학에 대한 영향)에 대한 젖산염과 CO의 상호 작용.
신경 발달 및 지도
인간의 뇌에는 1×1011개 이상의 뉴런이 포함되어 있으며 각 뉴런은 다른 뉴런과 연결됩니다. 즉, 축색돌기와 수상돌기가 자라서 다른 세포와 상호작용하고 선택적으로 돌출되어 기능적이고 통합되고 조화롭게 작동하는 네트워크를 만듭니다. 후기 배아 단계부터 시작되어 신경 전구 분화를 정의하는 신경 발달은 축색돌기 표적화/성장, 수상돌기 성숙, 내재적 유전 프로그램과 외인성 요인의 통합을 요구하는 시냅스 형성, 화학적 친화성에 의해 결정됩니다.
지속적으로 형성되고 제거되는 시냅스 연결은 신경 회로 가소성을 결정합니다.212-215 수상돌기와 축색돌기를 성숙한 신경 회로로 가지치기하는 것은 정상적인 CNS 건강을 위해 필요합니다. (인간의 경우) 생애 첫 2년 이내에 자궁에 형성된 연결의 절반 이상이 제거됩니다. 가지치기된 신경돌기는 네트워크 리모델링에 중요하며, 다른 뉴런을 안내하고, 초기 배선 과정에서 처음 형성된 광범위한 연결을 제거하고, 과도한 가지를 제거하고, 발달 프로그램을 단순화할 수 있는 선구적인 뉴런 역할을 할 수 있습니다.216-219미세신경(최대 10개로 구성) 포유류CNS의 모든 세포 중 –15%)는 시냅스 제거와 관련되어 있으며 시냅스 강도에 영향을 미칩니다. 신경 활동은 소교세포를 직접 활성화할 수 있습니다(뉴런의 기능 상태를 감지합니다.) 중추신경계가 성숙함에 따라 소교세포는 뇌 전체의 다양한 영역에 위치합니다.
이는 미세 환경과 기능적 차이(항염증 반응 및 조직 재형성과 관련된 고전적 활성화 및 대체 활성화)로 인한 것으로 생각됩니다. Microglia는 CNS 실질을 모니터링하고 건강한 뇌의 세포 제거, 신경 흥분성, 신경 발생 및 시냅스 활동에 영향을 미칩니다.
표현형은 상태에 따라 감시자에서 염증 촉진 또는 항염증으로 바뀔 수 있습니다. 자극에 기초한 특정 경로의 상향 조절은 미토콘드리아 대사를 변경할 수 있습니다. 대사의 변화는 소교세포의 활성화로 나타납니다. CO는 소교세포 호흡에 영향을 미치며 농도에 따라 달라집니다.220,221 CO 방출 분자 3은 소교세포 활성화에 영향을 미칩니다.222 소교세포 대사(젖산 대사 포함)는 신경염증에 영향을 받습니다.222,223 가지치기 및 신경변성 질환과 이 두 시스템 간의 상호 작용은 정의되지 않았습니다.
CNS의 아키텍처 정의
뇌 구조는 시간이 지남에 따라 계속 발전하며 출생 전부터 시작하여 성인이 되어도 계속되는 지속적인 과정입니다. 이는 뇌의 다양한 영역에 걸쳐 개별 뉴런 사이의 수십억 개의 연결로 구성됩니다. 먼저 단순한 신경 연결과 기술이 형성되고 이어서 더 복잡한 회로와 기술이 형성되며, 유전자와 경험의 상호 작용에 의존합니다.
전체 뇌 용적은 일생 동안 변화합니다. 유년기와 청소년기에 성장이 일어나고 점차적으로 용적 감소가 나타나며 약 18세에서 35세 사이에 더 많은 성장이 있거나 조직 손실이 없을 가능성이 있으며 이후에는 용적 감소가 나타나 나이가 들수록 증가합니다. 뇌의 복잡한 해부학적 구조를 식별하기 위한 뇌 참조 지도책은 구조와 기능을 연결하는 데 도움이 됩니다.224,225 출생 후에도 연결은 다양한 세포막의 형성에 영향을 미치고 뇌에 사용되는 분자와 이온을 정의하는 유전자에 대한 환경과 경험을 기반으로 계속해서 조절됩니다. CNS가 작동합니다.
뉴런, 국소 회로, 시스템/경로뿐만 아니라 시냅스 및 미세 회로도 영향을 받습니다. 경험은 뇌 구조의 발달에 매우 중요하며 유전자에 영향을 미칩니다. 유전자는 켜지거나 꺼질 수 있습니다.{0}}경험에 반응하여 뇌의 구조를 변경하는 능력은 시간이 지남에 따라 감소합니다. 해부학적 구조와 구조적/기능적 네트워크는 뇌의 기능적 상호작용에 영향을 미칩니다. 구조적 연결성의 변화는 기능적 연결성의 변화와 평행하며 노화에 따른 뇌 변화의 특징을 나타냅니다.228 뇌 젖산염의 증가는 뇌의 노화와 함께 나타납니다. 메커니즘은 뇌 영역에 따라 다릅니다. LDH 상태가 중요합니다.)229,230 노화된 뇌의 구조 변화는 산화 스트레스 하에서 헴 산소화효소 유전자가 유도됩니다. CO(헴 산소효소에 의해 촉매되는 반응 생성물)는 CNS에 지대한 영향을 미칩니다.231,232 CNS 구조 변화에서 젖산염과 CO의 역할과 상호 작용에 대해서는 추가 연구가 필요합니다.
전신 수준
수면에 미치는 영향
젖산염은 수면의 바이오마커입니다. 젖산염 농도는 수면에 비해 깨어 있는 동안 더 높게 유지되며, 강제로 잠을 못 자면 잠에서 깨어나면서 증가하고, 수면 후 수분 이내에 감소합니다.84,233,234 수면 중에는 ISF 농도가 감소하고 생산이 감소하며 젖산염의 혈관 주위 청소율이 증가합니다.37 상태 변화와 함께 글림프계의 활성화는 수면 중 CNS젖산염을 낮추는 것과 관련이 있습니다.82 이는 젖산염/피루브산염 비율(따라서 NADH/NAD 산화환원 전위)을 변화시킵니다.83
폐쇄성 수면 무호흡증이 있는 환자의 경우, 호기된 CO는 수면 중 저산소증과 상관관계가 있으며,235 수면 후 순환 CO 수준은 초기에 증가하고,236 정맥 젖산염은 증가합니다(지속적인 기도 양성압으로 개선됨).237,238 전염증성 전사 인자 핵 인자 카파 B(젖산염 및 CO)도 증가합니다.239 수면 중 및 폐쇄성 수면 무호흡증에서 CO, 젖산 및 핵 인자 kappaB 간의 상호 작용에 대해서는 추가 연구가 필요합니다.
에너지 균형 조절
뇌는 에너지 균형을 유지하는 데 필수적입니다. 에너지 균형 조절을 위한 주요 뇌 영역인 시상하부 핵과 뇌간은 비항상성 및 항상성 회로(상호 연관 및 통합)의 영향을 받습니다.
CNS의 신경 회로는 음식 소비, 음식, 음식 관련 단서, 섭식 및 에너지 균형에 관한 정보를 처리하며 더 높은 뇌 기능 및 퇴행성 과정과 연관되어 있습니다.240-242 5' 아데노신 모노포스페이트 활성화 단백질 키나제(AMPK), 대사 조절제 전체 유기체는 AMP:ATP 및/또는 아데노신 이인산/ATP 비율을 감지하고, 이화작용과 관련된 단백질의 활성/발현을 증가시켜 ATP 생산을 촉진하고 생합성 경로를 차단하여 ATP를 보존함으로써 에너지 균형을 유지합니다.
시상하부 AMPK의 선택적 활성화는 시상하부 포도당/젖산 감지 메커니즘을 무효화합니다.243활성화된 AMPK는 또한 헴 산소화효소-1 유전자 발현을 자극하고 핵 인자 적혈구계 2-관련 인자 2/헴 산소화효소-1 신호 축을 상승시킵니다. 244,245 에너지 균형 조절과 관련된 AMPK, 젖산 및 CO 사이의 관계를 정의하려면 추가 연구가 필요합니다.
화학감지
화학 감지(화학적 자극의 존재에 대한 반응 생성)는 기본적인 감각 기능이며 수용체 매개 막횡단 신호, 지질 변형, 단백질 전위, 막 결합 및 세포질 구성 요소의 차별적 활성화/비활성화의 복잡한 조합에 따라 달라집니다.
일부는 삼차신경, 설인두 신경 및 미주신경의 체성감각 신경 말단에 의해 매개됩니다. 화학 물질은 다른 감각 시스템과 구별되는 메커니즘을 통해 화학 감각 수용체를 활성화하고 신경 말단은 다양한 감각과 반사를 유발할 수 있습니다. 화학적 작용제에 대한 개별 이온 채널의 민감도가 겹치면 결과가 나타날 수 있습니다. 단일 화학물질에 의한 다양한 종류의 신경 말단의 조합적 활성화. 화학적 작용제와 화학감각 수용체 사이의 복잡한 상호작용은 화학적으로 구별되는 작용제에 의한 화학감각 모방을 허용합니다.
CNS의 여러 영역은 특정 화학적 자극에 대한 반응을 이끌어내는 데 관여합니다. 화학감각 메커니즘은 일부 신경 질환에서 중요한 원인이 될 수 있지만, 화학감각에서 젖산염 및/또는 CO의 역할을 평가하는 연구는 부족합니다. 그러나 젖산염 주입은 공황 장애에 대한 도발적인 문제이며 화학감각 메커니즘과 관련이 있는 것으로 생각됩니다.{{ 0}} 이에 대한 CO 영향은 알려져 있지 않습니다. 화학 감지에 대한 젖산염과 CO 상호 작용을 평가하는 연구가 필요합니다.
요약
젖산염은 더 이상 "단지 신진대사의 폐기물"로 간주되지 않습니다. 전반적인 CNS 건강은 존재 여부와 생화학적 특성에 의해 영향을 받습니다. CO는 현재 CNS에서 젖산염 생산과 그 역할(연료, 호르몬 및/또는 신호 분자)에 중요한 것으로 알려져 있습니다. L-락테이트의 신경 보호 능력은 부분적으로 헴-옥시게나제 시스템, 특히 CO의 완전성에 달려 있습니다. CNS 건강에 적용되는 효과를 더 잘 이해하려면 L-락테이트/헴-옥시게나제/CO 상호 작용에 대한 추가 평가가 필요합니다. 및 신경병리학.
참고자료
1. Bouzier-Sore AK, Voisin P, Bouchaud V, Bezancon E, FranconiJM, Pellerin L. 뉴런과 성상교세포 모두에서 산화 에너지 기질로서 포도당과 젖산염 간의 경쟁: 비교 NMR 연구. Eur J Neurosci. 2006;24:1687-1694.
2. Medina JM, Tabernero A. 뇌 세포의 젖산 활용 및 CNS 발달에서의 역할. J Neurosci Res. 2005;79:2-10.
3. Magistretti PJ, Allaman I. 뇌의 젖산염: 대사 최종산물에서 신호 분자까지. Nat Rev Neurosci. 2018;19:235-249.
4. Proia P, Di Liegro CM, Schiera G, Fricano A, Di Liegro I. Lactate는 중추신경계의 대사산물이자 조절자입니다. Int JMol Sci. 2016;17:1450.
5. Adeva-Andany M, López-Ojén M, Funcasta-Calderón R, 외. 인간 건강의 젖산염 대사에 대한 종합적인 검토. 미토콘드리아. 2014;17:76-100.
6. 브룩스 조지아. 젖산염 셔틀 이론의 과학 및 번역.Cell Metab. 2018;27:757-785.
7. 디넬 GA. 대사 삼위일체인 포도당-글리코겐-락테이트는 뇌 에너지, 신호 전달, 기억 및 유전자 발현에서 성상교세포와 뉴런을 연결합니다. Neurosci Lett. 2017;637:18-25.
8. Horvat A, Vardjan N, Zorec R. 신경 질환 치료를 위한 성상교세포 표적화: 일산화탄소 및 노르아드레날린으로 인한 젖산 증가. Curr Pharm Des. 2017;23:4969-4978.
9. 에임스 A, 3위. CNS 에너지 대사는 기능과 관련이 있습니다. BrainRes Brain Res 개정판 2000;34:42-68.
10. 발탄 S. 젖산은 좋을 때나 나쁠 때, 아플 때나 건강할 때 축삭의 에너지 기질 역할을 할 수 있습니까? Metab Brain Dis.2015;30:25-30.
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