脑是人体消耗能量较高的器官之一。脑的神经元需要持续完成一些特定的功能，如维持膜电位、释放神经递质和进行轴突运输，因此比其他类型细胞有更高的能量需求。传统理论认为，神经元主要通过氧化磷酸化代谢葡萄糖的能量代谢方式。在氧化磷酸化过程中，电子在呼吸链上传递时可能泄露，形成一种被称为活性氧（ROS）的有害物质，加重细胞损伤，甚至导致细胞死亡。因此，神经元在满足自身能量需求的同时，需要相应的保护机制避免氧化磷酸化带来的损伤作用。细胞的另一种代谢葡萄糖的方式——有氧糖酵解代谢，虽然产能效率仅为氧化磷酸化的1/18，但不产生活性氧。

 

近期，南京中医药大学医学院胡刚教授团队在神经科学顶刊《自然-神经科学》（Nature Neuroscience）（中科院医学1区）上在线发表了的最.新研究成果“Aerobic glycolysis is the predominant means of glucose metabolism in neuronal somata, which protects against oxidative damage”。研究揭示有氧糖酵解是神经元胞体葡萄糖代谢的主要方式，可防止氧化损伤。

 

 

结果

胡刚教授团队发现，神经元在胞体处主要采用有氧糖酵解，而在神经末梢处主要采用氧化磷酸化代谢。这种策略使得神经末梢能够高效地产生能量，支持神经递质释放与回收等高能耗功能。同时，神经末梢通过突触可塑性可以克服氧化磷酸化产生的活性氧带来的结构损伤。另一方面，胞体是神经元储存遗传物质与合成蛋白质的地方，因此对活性氧的防护尤为关键。不产生活性氧的有氧糖酵解对于胞体而言是一条更安全的糖代谢途径。这些研究发现提示，神经元以一种智慧的方式，在不同亚细胞结构处采用不同的糖代谢方式，既满足了能量需求，又避免了氧化损伤。

 

文章总结示意图

结论

本研究丰富了神经元耗能代谢方式的理论，为相关神经精神疾病的干预策略及其治疗药物研发提供了新的研究思路。

 

南京中医药大学是本研究成果的第一完成单位，胡刚教授是本论文的通讯作者。本研究由“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0202900）、国家自然科学基金重大项目（No.81991523）等项目资助。

 

通讯作者介绍：

胡刚，教授，理学博士，博士生导师、长江.学者、国家杰出青年科学基金获得者、国务院学科评议组成员、享受国务院政府特殊津贴专家、南京医科大学药理学国家重点学科带头人、江苏省神经退行性疾病重点实验室主任。主要从事脑科学与神经精神药物药理学研究，先后主持国家杰出青年科学基金项目、国家重点基础研究发展计划课题、国家重大科技专项、国家自然科学基金重大/重点项目等课题的研究工作，已发表SCI论文200多篇，累计影响因子超过2000，先后获得国家技术发明奖二等奖1项、省部级科学技术奖或科技进步奖一等奖3项、教育部自然科学奖二等奖1项。

 

 

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