大脑狂吃糖脂,代谢模式随龄变
大脑是个超级能耗的家伙,它会大量吸收葡萄糖、牛磺酸和次黄嘌呤这些东西,然后释放出谷氨酰胺和丙酮酸,同时主要消耗三酰甘油来供能
亮点:
- 大脑吸收了很多葡萄糖、牛磺酸和次黄嘌呤。
- 大脑会大量释放谷氨酰胺和丙酮酸。
- 大脑消耗最多的脂肪是三酰甘油。
- 脑静脉窦狭窄(CVSS)和脑静脉窦血栓(CVST)患者的大脑代谢有区别,而且代谢还会随着年龄变化。
总结:大脑要正常工作,离不开新陈代谢。但之前一直没人系统地研究过人类大脑和血液之间是怎么交换营养和废物的。这次,我们比较了从脑静脉和大腿动脉抽的血,分析了里面1365种代谢物和140种脂肪的变化。结果发现:
- 大脑会大量吸收葡萄糖、牛磺酸和次黄嘌呤;
- 大脑会拼命往外排谷氨酰胺和丙酮酸;
- 大脑最爱“吃”的脂肪是三酰甘油;
- CVSS患者的大脑比CVST患者更爱消耗葡萄糖和乳酸,同时会排出更多葡萄糖分解的废料;
- 年龄越大,大脑吸收和释放代谢物的方式也会变。这些发现让我们更清楚地知道人类大脑是怎么“吃喝拉撒”的。
论文:
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(25)00175-8?rss=yes
背后机制
线粒体是大脑细胞里的“能量工厂”,它负责把葡萄糖、三酰甘油这些燃料转化成能量(也就是ATP),让大脑能正常思考、记忆和运转。葡萄糖是线粒体的主要“食物”,通过一个叫氧化磷酸化的过程被分解,产生能量。研究发现,灰质里的线粒体特别多,比白质多50%以上,而且效率很高,尤其是在需要大量能量的任务上,比如解决问题或者学习新东西。
牛磺酸虽然不是直接给线粒体当燃料,但它能保护线粒体,减少氧化压力,让它们工作更稳定。
次黄嘌呤跟线粒体的能量代谢也有联系,它是嘌呤代谢的一部分,可能影响线粒体的功能效率。
大脑释放谷氨酰胺和丙酮酸,其实是线粒体代谢的“副产品”。丙酮酸是葡萄糖分解的关键中间物,线粒体会用它来制造更多能量;谷氨酰胺则是氨基酸代谢相关的,线粒体也会参与调节它的生成。至于三酰甘油,主要被分解成脂肪酸,进入线粒体通过β-氧化来供能,尤其是在葡萄糖不够的时候,算是备用能源。
脑静脉疾病(CVSS/CVST)会堵塞血液流动,影响氧气和营养送到线粒体,这就可能让线粒体的能量生产出问题,甚至导致细胞受损。年龄也是个大因素,随着年纪增长,线粒体的数量和效率会下降,代谢模式变慢,大脑处理葡萄糖和三酰甘油的能力也会减弱。这就解释了为啥老年人容易记忆力下降或者得痴呆症——线粒体跟不上需求了。
大脑跟血液的物质交换其实跟线粒体息息相关。线粒体靠葡萄糖和三酰甘油供能,牛磺酸帮它稳定,次黄嘌呤可能间接影响效率,而谷氨酰胺和丙酮酸是它工作的“痕迹”。脑静脉疾病和年龄会打乱这个节奏,让线粒体干活没那么顺畅,所以保持线粒体健康对大脑特别重要。