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01倫敦大學(xué)學(xué)院等機構(gòu)的科學(xué)家在Nature雜志上發(fā)表了一項研究，揭示了大腦在高強度腦力活動中如何即時補充能量的精妙機制。

02研究發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞通過A2B受體檢測神經(jīng)元活動，并觸發(fā)cAMP信號通路，從而調(diào)節(jié)大腦能量代謝。

03在高強度腦力勞動時，星形膠質(zhì)細(xì)胞能迅速激活葡萄糖儲存和代謝，加速乳酸的生成與釋放，確保大腦能量供應(yīng)。

04由于此機制，研究認(rèn)為A2B受體和cAMP信號通路對學(xué)習(xí)、記憶和睡眠等生理過程至關(guān)重要。

05未來，這一發(fā)現(xiàn)有望為治療與大腦能量失衡相關(guān)的一系列疾病，如神經(jīng)退行性疾病和癡呆，開辟全新路徑。

以上內(nèi)容由騰訊混元大模型生成，僅供參考

大腦，這個由億萬神經(jīng)元構(gòu)成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，其高效運轉(zhuǎn)依賴于充足且不間斷的營養(yǎng)和氧氣供應(yīng)。星形膠質(zhì)細(xì)胞，作為神經(jīng)元的親密伙伴，不僅遍布整個神經(jīng)系統(tǒng)，還掌控著大腦對葡萄糖的攝取與代謝。然而，神經(jīng)元與星形膠質(zhì)細(xì)胞間的代謝協(xié)同機制，即如何確保神經(jīng)元能量需求的精準(zhǔn)滿足，一直是科學(xué)界尚未揭開的謎團。

近日，一篇發(fā)表在國際雜志Nature上題為“Adenosine signaling to astrocytes coordinaates brain metabolism and function”的研究報告中，來自倫敦大學(xué)學(xué)院等機構(gòu)的科學(xué)家們通過對小鼠和細(xì)胞進行研究后，揭示了大腦在高強度活動時如何即時補充能量的精妙機制，這一發(fā)現(xiàn)有望引領(lǐng)出維護大腦健康與延壽的新療法。

Alexander Gourine教授說道，我們的大腦由數(shù)十億個神經(jīng)細(xì)胞組成，它們協(xié)同工作，調(diào)控著包括運動控制、學(xué)習(xí)及記憶構(gòu)建在內(nèi)的各種功能，執(zhí)行著一系列復(fù)雜任務(wù)。這些密集的運算活動對能量需求巨大，且持續(xù)不斷地需要營養(yǎng)與氧氣的供給。尤其在進行高強度腦力勞動時，大腦對能量的需求更加迫切，然而，如何精準(zhǔn)地將代謝能量輸送到活躍的大腦區(qū)域，背后的精細(xì)機制尚待科學(xué)界深入探索。

此前研究結(jié)果表明，大量稱之為星形膠質(zhì)細(xì)胞的腦細(xì)胞似乎在為大腦神經(jīng)元提供所需能量方面扮演著重要角色。星形膠質(zhì)細(xì)胞，是一類膠質(zhì)細(xì)胞，也是機體中樞神經(jīng)系統(tǒng)中存在的非神經(jīng)元細(xì)胞。當(dāng)鄰近的神經(jīng)元需要增加能量供應(yīng)時，星形膠質(zhì)細(xì)胞就會通過迅速激活其自身的葡萄糖儲存和代謝從而迅速行動，并加速乳酸的生成與釋放。乳酸這一產(chǎn)物，能夠及時補給神經(jīng)元的能量庫，確保大腦在高負(fù)荷運作下的能量供應(yīng)。

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)維持機體大腦能量的特殊細(xì)胞機制 有望促進個體晚年的大腦健康

這項研究中，通過對小鼠模型和細(xì)胞樣本進行一系列實驗，研究人員在星形膠質(zhì)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一類特殊的受體——A2B受體，其能檢測并監(jiān)測神經(jīng)元活動，并誘發(fā)一種涉及腺苷酸（adenosine）的cAMP信號通路。研究者發(fā)現(xiàn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞中由腺苷酸所激活的代謝信號通路與我們在鍛煉時肌肉和肝臟中能量提取以及儲存的通路是完全相同的。

腺苷酸在星形膠質(zhì)細(xì)胞中激活的代謝信號，能促進葡萄糖的代謝，進而為神經(jīng)元供能，確保即使在能量需求高漲且供應(yīng)受限的條件下，神經(jīng)遞質(zhì)介導(dǎo)的突觸傳遞仍能高效運行。實驗顯示，一旦小鼠體內(nèi)關(guān)鍵的星形膠質(zhì)細(xì)胞受體功能喪失，大腦的整體活性和效率顯著下降，表現(xiàn)為代謝減緩、記憶受損以及睡眠模式紊亂，這強烈提示研究中辨識的cAMP信號通路對學(xué)習(xí)、記憶和睡眠等生理過程至關(guān)重要。

Theparambil博士強調(diào)，這項發(fā)現(xiàn)的意義深遠，它可能為治療與大腦能量失衡相關(guān)的一系列疾病，如神經(jīng)退行性疾病和癡呆，開辟全新路徑。隨著年齡增長，大腦能量平衡逐漸受損，特別是在阿爾茨海默病等神經(jīng)退化過程中，這種損害更為嚴(yán)重?，F(xiàn)在，研究人員已經(jīng)鎖定一個極具潛力且可藥物干預(yù)的目標(biāo)，有望催生新的策略來守護大腦功能，保持認(rèn)知健康，推動大腦長壽。

總而言之，研究結(jié)果有力證明腺苷酸A2B受體扮演著星形膠質(zhì)細(xì)胞感應(yīng)神經(jīng)元活性的角色，而星形膠質(zhì)細(xì)胞中的cAMP信號則調(diào)控著大腦能量代謝，支撐著睡眠、記憶等生命基礎(chǔ)機能的正常運轉(zhuǎn)。

參考文獻：

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網(wǎng)址: 揭秘大腦能量補給站！Nature http://www.u1s5d6.cn/newsview139516.html