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Food for thought: the importance of glucose and other energy substrates for sustaining brain function under varying levels of activity

Authors
Publisher
Elsevier Masson SAS
Publication Date
Volume
36
Identifiers
DOI: 10.1016/s1262-3636(10)70469-9
Keywords
  • Lactate
  • Glucose
  • Substrates
  • Ketone Bodies
  • Astrocyte
  • Neuron
  • Monocarboxylate Transporters
  • Review
  • Substrats
  • Corps Cétoniques
  • Neurone
  • Transporteurs Des Monocarboxylates
  • Revue Générale
Disciplines
  • Medicine

Abstract

Résumé Le cerveau demande un apport énergétique constant et soutenu pour subvenir à ses besoins. Depuis plusieurs décennies, le glucose a été considéré comme la principale, voire la seule source d’énergie pour les neurones. Cette idée est renforcée par la présence de transporteurs du glucose spécifiques exprimés par les vaisseaux cérébraux ainsi que par les neurones. Malgré le fait que le glucose demeure un substrat énergétique-clé pour le cerveau, de nombreuses données suggèrent une vision différente. En effet les astrocytes, type important de cellules gliales qui expriment leur propre transporteur du glucose, ont un rôle prépondérant dans le couplage entre activité synaptique et utilisation de glucose. Il a été montré que l’activité glutamatergique stimulait la glycolyse aérobique dans ces cellules. Ce processus permet de fournir du lactate aux neurones en guise de substrat énergétique supplémentaire. En fait, il avait déjà été démontré que le lactate pouvait devenir un substrat énergétique préférentiel pour les neurones dans certaines conditions. Une famille de transporteurs connue sous le nom de transporteurs des monocarboxylates a été décrite et certains de ses membres sont exprimés de manière spécifique sur les cellules endothéliales, les astrocytes et les neurones. De plus, ces transporteurs semblent régulés de manière fine, que se soit leur niveau d’expression ou leur localisation, ce qui suggère que l’approvisionnement en lactate pourrait être ajusté en fonction du niveau d’activité neuronale. Etant donné l’importance de la neuroénergétique dans l’étiologie des maladies neurodégénératives, une meilleure compréhension de ces mécanismes moléculaires et cellulaires pourrait avoir des implications importantes pour le développement de stratégies visant une neuroprotection.

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