生物能量学：开放获取

抽象的

N-乙酰天冬氨酸代谢是脊椎动物大脑结构和功能单元的基础：临床观察多种人类脑部疾病中神经元生物标志物“NAA”变化的生物能量学原理

莫里斯· H ·巴斯洛和亚历山德罗· P ·伯利纳

脊椎动物大脑的“结构单元”已被确定为多细胞单元，由单个神经元和至少一个与其相关的大胶质细胞伴侣和血管内皮细胞组成，表现出大脑的大部分基本特性。这些特性包括其遗传密码、细胞关联、神经元信息编码机制及其“操作系统”，这是一种稳态能量供应机制，使神经元能够持续与其他神经元通信，而不受大脑任何部分神经网络在任何时候的生物能量需求的影响。结构单元由三种细胞类型定义，这些细胞类型是 N-乙酰天冬氨酸 (NAA) 和 N-乙酰天冬酰谷氨酸 (NAAG) 独特的三细胞代谢所必需的，包括神经元、少突胶质细胞和星形胶质细胞，以及它们在四细胞域中运作的生理作用，其中还包括血管内皮细胞。大脑的“功能单元”是一个双神经元实体，由快速细胞间通信所需的最少神经元数量定义。因此，每个功能单元都是由两个单神经元结构单元的突触形成过程形成的，是展现复杂大脑中所有基本信号传导特性的最小单元。这些特性包括神经元连接、信息存储和信号传导的所有机制。由于结构单元由 NAA 和 NAAG 细胞间代谢和生理学定义，并且两个结构单元形成一个功能单元，因此 NAA-NAAG 系统与所有正常大脑活动以及所有大脑疾病密切相关。在这篇综述中，描述了大脑的层次结构和功能单元。此外，还介绍了使用 NAA-NAAG 代谢系统作为神经元丰度和/或活力的生物标志物的生物能量原理，并提供了一些可追溯到结构或功能单元的一个或多个组成部分受到干扰的人类疾病的例子。