E12 Neuronaler Energiestoffwechsel

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Die elektrische Funktion des Neurons (Erzeugung und Ausbreitung von Aktionspotentialen, Ionenpumpen, synaptische Übertragung) verursacht energetische Kosten, die durch die Produktion von ATP durch Glykolyse und mitochondriale oxidative Phosphorylierung aufrechterhalten werden, die beide mit einer Kinetik vom Michaelis-Menten-Typ basierend auf der Verfügbarkeit von Glukose und Sauerstoff modelliert werden. Der Astrozyten-Neuron-Laktat-Shuttle (ANLS) beschreibt einen Nettofluss von Laktat, der im Astrozyten produziert wird, zum Neuron, einem zu Glukose komplementären Energiesubstrat. Der Bedarf an ATP skaliert mit der elektrischen Aktivität, da die Aufrechterhaltung dissipierter Ionengradienten während Aktionspotentialen (E02) der Hauptenergieverbraucher ist. Das Gleichgewicht zwischen ATP-Produktion und -Bedarf bestimmt, ob die Zelle einen stabilen Energiezustand aufrechterhält, der durch den Atkinson-Energiebelastungsindex quantifiziert wird und für das Verständnis von metabolischem Stress oder Ischämie relevant ist (Verknüpfung mit der A-Reihe).

ID:4270