Описание промпта
Создание иллюстрации: культура клеток MCF7. Посев с последующей обработкой пятью различными клеточными стрессорами: 1. Контроль, 2. Гипоксия (колба плотно запечатана парафиновой пленкой), 3. УФ-излучение, 4. Депривация сыворотки (0,5% FBS), 5. Голодание по глюкозе (среда с низким содержанием глюкозы), 6. ДТТ/ПФА (2 мМ ДТТ и 25 мМ ПФА). Клетки культивировали во флаконах T25 при 37 °C, 5% CO₂ в течение 48 часов, достигая 80-90% конфлюентности. УФ-излучение: клетки подвергали пяти циклам УФ-облучения (5 минут) с последующей инкубацией (5 минут) для стимуляции образования мультивезикулярных телец. Выделение экзосом: образцы центрифугировали при 500 × g в течение 5 минут при 4 °C, и супернатант удаляли. Клеточный осадок ресуспендировали в 5 мл PBS и снова центрифугировали при 952 об/мин в течение 5 минут при 4 °C. Осадок выбрасывали, а супернатант сохраняли. Ультрацентрифугирование: осветленный супернатант переносили в пробирки для ультрацентрифугирования и центрифугировали при 100 000 g в течение 7 минут.
![1.1 Энергетический метаболизм в мозге
Хотя мозг составляет всего около 2% от массы тела, он потребляет 20% от общего суточного расхода энергии организма [17]. Мозг использует в основном глюкозу и жирные кислоты для получения энергии. В состоянии покоя предпочтительным метаболическим путем для мозга является митохондриальное окислительное фосфорилирование. Однако, деятельность, требующая больших затрат энергии, такая как синаптическая пластичность, обучение и память, требует дополнительных вкладов от гликолиза или метаболизма лактата [13, 18, 19]. Это подчеркивает решающую роль митохондрий в энергетическом метаболизме мозга. Лактат действует как "палка о двух концах" в мозге; он является субстратом, необходимым для поддержания энергетического метаболизма в центральной нервной системе (ЦНС), но чрезмерное накопление лактата в мозге может вызывать воспалительные реакции, приводящие к неврологическим расстройствам, таким как болезнь Альцгеймера (БА) и болезнь Паркинсона (БП) [20].
1.2 Роль митохондрий в энергетическом метаболизме мозга
Здесь мы в основном обсуждаем роль митохондрий в окислительном фосфорилировании (ОФОС) и гликолизе. ОФОС в основном обеспечивает энергией ЦНС при достаточном поступлении кислорода или в состоянии покоя. Этот физиологический процесс происходит во внутренней митохондриальной мембране эукариотических клеток или в цитоплазме прокариот. Это сопряженная реакция синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата, питаемая энергией, высвобождаемой при окислении веществ в организме через дыхательную цепь. ОФОС выполняет следующие функции в ЦНС: (1) поддержание функции нейронов; (2) поддержка функции глиальных клеток; и (3) влияние на развитие и восстановление нервной системы [21, 22].
Гликолиз в ЦНС в основном обеспечивает энергией, когда поступление кислорода недостаточно или когда энергия срочно необходима. В этом физиологическом процессе глюкоза расщепляется до пирувата в цитоплазме, производя две молекулы пирувата и две молекулы АТФ на каждую молекулу расщепленной глюкозы. Пируват далее метаболизируется лактатдегидрогеназой (ЛДГ) с образованием лактата, который затем может поступать в митохондрии и окисляться до углекислого газа и воды. Гликолиз может быстро обеспечивать энергией для поддержания нормальной работы нейронов и других клеток, когда ЦНС активна. В то же время промежуточные продукты гликолиза могут предоставлять субстраты для других физиологических процессов. Например, пируват может быть преобразован в незаменимые аминокислоты, такие как аланин, участвуя в синтезе белка; он также может быть преобразован в глюкозу в органах, таких как печень, поддерживая стабильный уровень глюкозы в крови. Кроме того, хотя гликолиз происходит в цитоплазме, он тесно сотрудничает с митохондриями [23, 24].
Гликолиз и ОФОС взаимозависимы, и эта взаимозависимость проистекает из митохондрий. Глюкозо-зависимый ОФОС требует, чтобы происходил гликолиз. Митохондрии не могут напрямую окислять глюкозу; поэтому глюкоза изначально должна подвергаться гликолизу, где она производит пируват (или лактат в астроцитах), который может быть импортирован в митохондрии и полностью окислен [25].
1.3 Нарушения энергетического метаболизма в мозге пациентов с БА
Основные причины нарушений энергетического метаболизма в мозге при БА можно резюмировать следующим образом: (1) нарушение регуляции метаболизма глюкозы; (2) нарушение митохондриального окисления жирных кислот (ОЖК);](/_next/image?url=https%3A%2F%2Fpub-8c0ddfa5c0454d40822bc9944fe6f303.r2.dev%2Fai-drawings%2FIcV7vcnomT4yUr2cR2ybs0iHyXlGgSRn%2F905f8239-cc7a-4506-a92b-cad88e820407%2F81ca34d8-7e4b-41ed-ac88-93fe3e8d434b.png&w=3840&q=75)
