मस्तिष्क में ग्लूटामेट, एस्पार्टेट, क्रेब्स चक्र और संबंधित मेटाबोलाइट्स के मेटाबॉलिज्म और विभाजन का एक सिमुलेशन अध्ययन

संक्षेप 1. मस्तिष्क के मेटाबॉलिज्म का वह भाग जिसमें ग्लूटामेट, एस्पार्टेट, ग्लूटामाइन, ग्लूटाथियोन, γ-एमिनोब्यूटिरिक एसिड, क्रेब्स चक्र के मध्यवर्ती पदार्थ और संबंधित पदार्थ शामिल हैं, एक डिजिटल कंप्यूटर के साथ सिमुलेट किया गया है। इसमें एक जटिल मेटाबॉलिक पैटर्न का जटिल विभाजन के साथ इंटरएक्शन शामिल है। 49 (अनलेबल) रासायनिक प्रजातियों का प्रतिनिधित्व करने वाले 49 विभेदक समीकरणों से एक मॉडल निर्मित किया गया है, और इसके व्यवहार का तुलनात्मक अध्ययन किया गया है, जो सामान्यतः प्रयोगात्मक डेटा के साथ संतोषजनक समग्रता में है। इस डेटा को कई 14C-लेबल वाले ट्रेसरों के प्रशासन और 15NH3 की बड़ी खुराकों के अंतःशिरा इन्फ्यूजन से प्राप्त किया गया है। 2. मॉडल में शामिल अधिकांश पदार्थ और पथ एक बड़े और एक छोटे विभाजन के बीच विभाजित हैं (ग्लूटामाइन और एमोनिया को छोड़कर)। बड़े विभाजन में लगभग सभी विभाजित पदार्थों की मात्रा छोटे विभाजन की तुलना में 4 से 10 गुना अधिक होती है; लेकिन क्रेब्स चक्र का फ्लक्स और इसलिए माइटोकॉन्ड्रिया की संख्या विभाजनों के बीच समान रूप से विभाजित होती है। 14C-ग्लूकोज से रेडियोधर्मिता पहले ज्यादातर बड़े विभाजन में दिखाई देती है, और सामान्यतः अधिकांश CO2 फिक्सेशन ऑक्सालासेटेट में वहाँ होते हैं; लेकिन उच्च एमोनिया स्तर छोटे विभाजन में CO2 के फिक्सेशन को उत्तेजित करते हैं, साथ में मस्तिष्क से ग्लूटामाइन का प्रवाह। 3. उनकी संभव ऊर्जा स्रोतों जैसे ग्लूकोज के मेटाबोलिज्म की दरों के आधार पर, और उनके एमोनिया विषाक्तता की प्रतिक्रिया के आधार पर, यह सुझाव दिया गया है कि ये विभाजन वातावरण में उतार-चढ़ाव के खिलाफ मस्तिष्क के एक भाग की रक्षा के लिए एक होमियोस्टैटिक तंत्र के रूप में कार्य करते हैं। 4. ज्ञात जैविकी विशेषताओं के आधार पर, इन विभाजनों के साथ कई साइटोलॉजिकल संरचनाओं की पहचान का सुझाव दिया गया है: छोटे विभाजन में तंत्रिका अंत का अंश और कुछ ग्लियल कोशिकाएँ शामिल हैं; बड़े विभाजन में अधिकांश न्यूरॉन बॉडिज और ग्लियल कोशिकाएँ, विशेष रूप से एस्ट्रोग्लिया शामिल हैं। 5. मॉडल द्वारा सुझावित कई अनुभवों का वर्णन किया गया है, ज्यादातर छोटे विभाजन के भाग के रूप में तन्त्रिका अंत के अंश की पहचान की जाँच करने के लिए (जैसे CO2 फिक्सेशन को इन विट्रो में ट्रैक करके)। कुछ इस मेटाबॉलिज्म के क्षेत्र से संबंधित सिद्धांतों की जाँच करने के लिए हैं, जैसे कि γ-एमिनोब्यूटिरिक एसिड की संभावित न्यूरोट्रांसमीटर क्रिया।