生长中的神经元经历重大代谢转变

我们的大脑在没有氧气的情况下只能存活几分钟。索尔克研究所的研究人员现在已经确定了发育中的神经元发生剧烈代谢转变的时间，这使得它们变得依赖于氧气作为能量来源。

7 月 12 日发表在《eLife》杂志上的研究结果揭示了一条被认为在癌症和神经退行性疾病(如阿尔茨海默病和帕金森病)中出错的代谢途径。

“对于神经元代谢最初是如何建立的，人们的了解相对较少，”共同资深作者、雷纳托·杜尔贝科主席兼索尔克分子和细胞生物学实验室美国癌症协会教授托尼·亨特说。“除了使我们能够了解神经元发育过程中的这一过程之外，这项工作还使我们能够更好地了解神经退行性疾病。”

沿着神经元发送信息需要大量的能量，而大脑会大量使用氧气和葡萄糖。例如，大脑消耗了身体 20% 的葡萄糖供应。细胞的能量产生工厂，称为线粒体，分散在神经元细长的轴突中，以便为细胞的所有部分提供持续的能量供应。根据这项新研究，随着神经元变大，线粒体的数量也会增加。

我们在子宫中产生新的神经元，这个过程在出生后仍在继续。即使是成人大脑中的一些区域在一生中也会继续产生新的神经元。“我们假设每次祖细胞变成神经元时，我们在这项新研究中描述的代谢转变都会发生，”该研究的第一作者、索尔克研究员郑新德说。

最终成为神经元的细胞最初使用一种称为糖酵解的途径，这是一种主要的能量产生过程，发生在细胞的细胞质中，并将葡萄糖转化为三磷酸腺苷 (ATP) 形式的能量。然而，在某些时候，细胞会切换到一种更有效的途径，称为氧化磷酸化，这是一种利用氧气产生 ATP 的过程，发生在线粒体内部。