中国神经再生研究(英文版) ›› 2022, Vol. 17 ›› Issue (4): 783-784.doi: 10.4103/1673-5374.322456
葡萄糖转运蛋白过表达参与缺血性中风的保护或损害
Involvement of glucose transporter overexpression in the protection or damage after ischemic stroke
Iván Alquisiras-Burgos, Penélope Aguilera*
- Laboratorio de Patología Vascular Cerebral, Instituto Nacional de Neurología y Neurocirugía Manuel Velasco Suárez, Insurgentes Sur #3877, Col. La Fama, Tlalpan, Ciudad de México, México
摘要： Neural Regen Res：大脑中上调葡萄糖转运蛋白的有害影响及保护作用
在中枢神经系统内，不同类型的细胞对缺血的敏感性不同，星形胶质细胞和血管内皮细胞比神经元和少突胶质细胞更能耐受缺血条件。在缺血过程中，随着葡萄糖-6-磷酸、果糖-6-磷酸、丙酮酸和乳酸的较高水平的转化，大脑的葡萄糖摄取和糖酵解呈现增加趋势。这种反应部分与葡萄糖转运蛋白表达的显著上调有关，试图覆盖神经元的能量需求。缺氧和葡萄糖剥夺模型显示，增加GLUT1表达的信号通路被激活，以优化脑血管内皮细胞血液中葡萄糖的摄取。糖原在星形胶质细胞中立即转化为乳酸，从那里释放到间质并被神经元吸收，至少暂时确保了它们的功能。GLUT1表达增加，可提高葡萄糖摄取，恢复半影星形胶质细胞内糖原的储存。最新研究表明神经元和星形胶质细胞也通过上调GLUT3的表达和促进其向细胞膜的移位来作出反应。谷氨酸兴奋毒性在体外（原代小脑颗粒神经元）和在体大脑中动脉闭塞缺血模型中诱导这种反应。缺血预处理（在暴露于长期严重缺血之前暴露于多种轻度缺血刺激）诱导星形胶质细胞和神经元中GLUT1和GLUT3的过度表达，从而产生神经保护作用。高血糖可上调新生大鼠缺氧缺血时GLUT3 mRNA的表达和GLUT3蛋白的合成，促进脑恢复。肝脏合成代谢和分解代谢在缺血期间发生改变：糖异生、β-氧化和酮生成在再灌注24小时后减少，在糖酵解恢复正常后5天后加速。尽管整个反应的方向是增加大脑的新陈代谢，这些变化也引起了潜在的变化，增加组织损失。
来自墨西哥国立神经病学和神经科学研究所的Penélope Aguilera团队认为在实验和临床研究中都发现了高代谢；高代谢与促进乳酸酸中毒的高糖分解有关，以补偿线粒体氧化磷酸化的损伤。尽管在无功能的线粒体中观察到活性氧的产生，高糖分解也可以通过乳酸酸中毒加速活性氧的产生。这些数据与缺血预处理中观察到的反应一致，在缺血预处理中，糖酵解途径被下调，而氧化磷酸戊糖途径更倾向于合成还原的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，有利于细胞的抗氧化防御能力。有趣的是，中风后的身体康复被推荐用来降低发病率。运动通过增加GLUT1和GLUT3的mRNA和蛋白质水平以及磷酸果糖激酶、乳酸脱氢酶和磷酸化腺苷一磷酸激酶的活性，诱导大脑的高代谢。所有这些元素都增强了大脑利用葡萄糖的能力。遗憾的是，卒中后运动在缺血发作后不久（6小时）开始时会加剧脑损伤；相反，晚运动（1-5天）会减少脑梗塞。这种情况表明，神经元损伤是在大脑过度使用糖酵解的情况下诱导的，因为活性氧的产生被促进。代谢抑制是缺血性脑耐受的主要特征之一，而缺血后早期葡萄糖掺入有利于高糖分解。葡萄糖转运蛋白在脑缺血时过度表达，作为内源性损伤反应的一部分。这种反应试图弥补能量不足。不方便的是，这种变化与引起组织损伤的高代谢状态有关。有必要对脑缺血后的短期和长期代谢有一个准确的认识，以找到促进神经再生的治疗靶点。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 4 月 4 期发表。