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揭秘大脑能量补给站！Nature | 高强度脑力行径中，星形胶质细胞通过A2B受体检测神经元行径，并触发cAMP信号通路

大脑起首依赖足够且不隔断的养分和氧气供应，星形胶质细胞（astrocyte）认真大脑葡萄糖采纳和代谢，但神经元与星形胶质细胞之间的代谢耦合机制尚未所有这个词辖略。这篇著作发现依赖神经元行径的星形胶质细胞代谢激活由神经退换剂腺苷通过星形胶质细胞A2B受体介导。A2B受体的刺激招募经典的环腺苷酸3′，5′-单磷酸–卵白激酶A信号通路，导致星形胶质细胞葡萄糖代谢的快速激活和乳酸的开释，并补充细胞外能量底物池（extracellular pool ）。腺苷介导的代谢信号关于保管突触功能至关重要，缩小A2B受体的抒发导致大脑能量代谢的紧要重编程，遏制海马体突触可塑性，严重毁伤识别牵记并扯后腿寝息。

大脑，这个由亿万神经元组成的复杂集聚，其高效运转依赖于足够且不隔断的养分和氧气供应。星形胶质细胞，动作神经元的亲密伙伴，不仅遍布所有神经系统，还掌控着大脑对葡萄糖的采纳与代谢。但是插入系列，神经元与星形胶质细胞间的代谢协同机制，即若何确保神经元能量需求的精确得志，一直是科学界尚未揭开的谜团。

近日，一篇发表在海外杂志Nature上题为“Adenosine signaling to astrocytes coordinaates brain metabolism and function”的询查评释中，来自伦敦大学学院等机构的科学家们通过对小鼠和细胞进行询查后，揭示了大脑在高强度行径时若何即时补充能量的精妙机制，这一发现存望引颈出珍摄大脑健康与延寿的新疗法。

Alexander Gourine解释说谈，咱们的大脑由数十亿个神经细胞组成，它们协同职责，调控着包括知晓放弃、学习及牵记构建在内的多样功能，现实着一系列复杂任务。这些密集的运算行径对能量需求雄壮，且执续抑制地需要养分与氧气的供给。尤其在进行高强度脑力业绩时，大脑对能量的需求愈加垂危，但是，若何精确地将代谢能量运输到活跃的大脑区域，背后的邃密机制尚待科学界深入探索。

此前询查闭幕标明，无数称之为星形胶质细胞的脑细胞似乎在为大脑神经元提供所需能量方面饰演扫视要脚色。星形胶质细胞，是一类胶质细胞，亦然机体核心神经系统中存在的非神经元细胞。当左近的神经元需要加多能量供当令，星形胶质细胞就和会过马上激活其本人的葡萄糖储存和代谢从而马上行径，并加快乳酸的生成与开释。乳酸这一家具，或者实时补给神经元的能量库，确保大脑在高负荷运作下的能量供应。

科学家发现保管机体大脑能量的非凡细胞机制 有望促进个体晚年的大脑健康

这项询查中，通过对小鼠模子和细胞样本进行一系列实验，询查东谈主员在星形胶质细胞中发现了一类非凡的受体——A2B受体，其能检测并监测神经元行径，并诱发一种波及腺苷酸（adenosine）的cAMP信号通路。询查者发现，星形胶质细胞中由腺苷酸所激活的代谢信号通路与咱们在纯熟时肌肉和肝脏中能量索要以及储存的通路是所有这个词相易的。

腺苷酸在星形胶质细胞中激活的代谢信号，能促进葡萄糖的代谢，进而为神经元供能，确保即使在能量需求高潮且供应受限的要求下，神经递质介导的突触传递仍能高效起首。实验披露，一朝小鼠体内重要的星形胶质细胞受体功能丧失，大脑的全体活性和成果权贵下落，发达为代谢减缓、牵记受损以及寝息面貌错杂，这热烈教唆询查中辨识的cAMP信号通路对学习、牵记和寝息等生理经过至关重要。

Theparambil博士强调，这项发现的兴味久了，它可能为调理与大脑能量失衡干系的一系列疾病，如神经退行性疾病和拘泥，开导全新旅途。跟着年齿增长，大脑能量均衡冉冉受损，相配是在阿尔茨海默病等神经退化经过中，这种毁伤更为严重。现时，询查东谈主员照旧锁定一个极具后劲且可药物搅扰的认识，有望催生新的战略来看护大脑功能，保执瓦解健康，鼓励大脑长命。

一言以蔽之，询查闭幕有劲阐述腺苷酸A2B受体饰演着星形胶质细胞感应神经元活性的脚色，而星形胶质细胞中的cAMP信号则调控着大脑能量代谢，撑执着寝息、牵记等生命基础机能的平日运转。

参考文件：

Theparambil， S.M.， Kopach插入系列， O.， Braga， A. et al. Adenosine signalling to astrocytes coordinates brain metabolism and function. Nature (2024). doi：10.1038/s41586-024-07611-w