کاوشگرهای مولکولی برای متابولیسم سلولی

 

 

متابولیسم مغز بسیار پویا است و با سطح محلی فعالیت عصبی و در نتیجه نیازهای انرژی در نوسان است. مقادیر قابل توجهی ATP برای پشتیبانی از گرادیان های یونی که به عنوان باتری برای فعالیت الکتریکی عمل می کنند مورد نیاز است و همچنین انرژی برای پشتیبانی از انتشار و بازیافت انتقال دهنده های عصبی مورد نیاز است. این انرژی عمدتاً توسط متابولیسم گلوکز تأمین می شود، اگرچه سایر مولکول های سوخت نیز می توانند در این امر نقش داشته باشند. سلول‌های مغزی منفرد همچنین می‌توانند به‌طور اساسی در نیازها و پاسخ‌های متابولیکی خود متفاوت باشند: نه تنها ممکن است بین کلاس‌های مختلف نورون‌ها تفاوت‌هایی وجود داشته باشد، بلکه سلول‌های گلیال مختلف - آستروسیت‌ها (مرکز قسمت 3.7) و الیگودندروسیت‌ها - ممکن است نقش‌های خاصی در متابولیسم انرژی ایفا کنند. .

از آنجایی که پاسخ‌های متابولیکی سریع هستند (از چند ثانیه تا چند دقیقه) و می‌توانند در سلول‌ها و بخش‌های درون سلولی موضعی شوند، تصویربرداری از حسگرهای زیستی فلورسنت می‌تواند رویکرد ایده‌آلی برای بررسی نحوه عملکرد متابولیسم سلولی مغز باشد. حسگرهای زیستی رمزگذاری شده ژنتیکی برای گلوکز 227-230 و ATP؛ 231-233 برای کوفاکتورهای کلیدی حامل الکترون [خطای پردازش ریاضی] (شکل 13) و NADPH/NADP234-237 و برای واسطه های متابولیک پیرواتات238 و

 لاکتات ایجاد شده اند. هم در شرایط in vitro و هم in vivo برای روشن کردن پاسخ‌های متابولیکی در نورون‌ها و آستروسیت‌ها تصویربرداری شده‌اند، 240241 اگرچه برخی از ویژگی‌ها کاملاً بحث‌برانگیز هستند.