脑切片中诱发性扩布性去极化的代谢后果

扩布性去极化是穿过脑组织传播的神经元和神经胶质去极化波，可触发神经肽释放和血流改变。其已在缺血性脑卒中、创伤性脑损伤、蛛网膜下腔出血、癫痫和偏头痛先兆中被观察到。扩布性去极化会产生极高的能量需求，且在代谢底物缺乏时恢复受损。尽管具有临床相关性，但代谢反应仍知之甚少，限制了治疗进展。我们利用离体脑切片模型研究了扩布性去极化的代谢效应，旨在表征细胞内钙信号传导、线粒体功能和中心碳代谢的变化，并评估葡萄糖剥夺的影响。我们进一步测试了 coenzyme Q10 是否能在代谢受损条件下改善恢复。扩布性去极化增加了线粒体活性，并使代谢转向无氧呼吸和糖酵解。葡萄糖剥夺损害了恢复，诱导了线粒体功能障碍以及提示三羧酸循环停滞和中心碳代谢紊乱的中间产物积累。为葡萄糖剥夺的脑切片补充 coenzyme Q10 缩短了扩布性去极化的复极化持续时间，表明代谢恢复得到增强。这些发现表明，扩布性去极化带来了显著的代谢负担，特别是在葡萄糖受限的情况下，而针对线粒体的干预措施（如 coenzyme Q10）可能会增强神经系统疾病中的组织恢复力。