Nature Reviews Neuroscience 人身上一个狂耗能量的器官就是人脑。这个耗葡萄糖量大的器官尽

人身上一个狂耗能量的器官就是人脑。这个耗葡萄糖量大的器官尽管仅约占全身体量（body mass）的2%，但是却在人体静止状态下，消耗总能量的20%。脑对能量的需求很可能羁绊住了它的进化脚步，也阻碍住了科学家们研究布线图案（wiring pattern）、信号编码和神经元突触特性的进度。

 

在本期Nature Reviews Neuroscience 中，Attwell和Gibb探讨了可用能量如何限制住脑工作的最大速度，以及兴奋性突触（excitatory synapse）的分子成分是如何进化出一些应对高能量需求的信号处理特性，等等。拿AMPA受体为例，它具有较低的亲和性，从而在谷氨酸从突触间隙被移除的时候，它们的反应能在几毫秒（millisecond）内迅速被终止。还有很多关于兴奋性突触传递设计原理方面的见解。

 

(Figure: Schematic diagram of a glutamatergic synapse.)

 

 

线粒体将存储在营养物质分子中的能量转移到ATP分子中，充分地满足脑对能量的渴求。Andrews，Diano和Horvath仔细探讨了该过程：指出将线粒体对底物氧化作用过程，与质子剃度带动ADP磷酸化转化成ATP的过程解偶连有着很多益处。作者致力于神经元解偶连蛋白（neuronal uncoupling protein）方面的研究。通过调节线粒体生物发生（biogenesis）、钙离子流量、自由基(free radical)产生以及局部温度，这些蛋白质被认为在神经保护（neuroprotection）和神经调制（neuromodulation）方面具有独特的地位和作用。神经元解偶联蛋白方面的研究还处于起始阶段，前面的挑战会有很多，当中一个非常重要的挑战就是实现药理上的解偶连-既解决病患又不动及细胞给脑部正常能量供给的能力。

 

参考文献：

NEUROENERGETICS AND THE KINETIC DESIGN OF EXCITATORY SYNAPSES

Nature Reviews Neuroscience 6, 841-849 (2005)

 

MITOCHONDRIAL UNCOUPLING PROTEINS IN THE CNS: IN SUPPORT OF FUNCTION AND SURVIVAL

Nature Reviews Neuroscience 6, 829-840 (2005)