SwePub
Tyck till om SwePub Sök här!
Sök i LIBRIS databas

  Utökad sökning

id:"swepub:oai:research.chalmers.se:28ce81a1-aa4c-4dfc-9c58-0b02b5959ba2"
 

Sökning: id:"swepub:oai:research.chalmers.se:28ce81a1-aa4c-4dfc-9c58-0b02b5959ba2" > Brain energy metabo...

Brain energy metabolism is optimized to minimize the cost of enzyme synthesis and transport

Gustafsson, Johan, 1976 (författare)
Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology
Robinson, Jonathan, 1986 (författare)
BioInnovation Institute (BII),Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology
Zetterberg, Henrik, 1973 (författare)
Gothenburg University,Göteborgs universitet,Institutionen för neurovetenskap och fysiologi, sektionen för psykiatri och neurokemi,Institute of Neuroscience and Physiology, Department of Psychiatry and Neurochemistry,University College London (UCL),University of Gothenburg
visa fler...
Nielsen, Jens B, 1962 (författare)
Sahlgrenska universitetssjukhuset,Sahlgrenska University Hospital,Chalmers tekniska högskola,Chalmers University of Technology
visa färre...
 (creator_code:org_t)
2024
2024
Engelska.
Ingår i: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. - 0027-8424 .- 1091-6490. ; 121:7
  • Tidskriftsartikel (refereegranskat)
Abstract Ämnesord
Stäng  
  • The energy metabolism of the brain is poorly understood partly due to the complex morphology of neurons and fluctuations in ATP demand over time. To investigate this, we used metabolic models that estimate enzyme usage per pathway, enzyme utilization over time, and enzyme transportation to evaluate how these parameters and processes affect ATP costs for enzyme synthesis and transportation. Our models show that the total enzyme maintenance energy expenditure of the human body depends on how glycolysis and mitochondrial respiration are distributed both across and within cell types in the brain. We suggest that brain metabolism is optimized to minimize the ATP maintenance cost by distributing the different ATP generation pathways in an advantageous way across cell types and potentially also across synapses within the same cell. Our models support this hypothesis by predicting export of lactate from both neurons and astrocytes during peak ATP demand, reproducing results from experimental measurements reported in the literature. Furthermore, our models provide potential explanation for parts of the astrocyte-neuron lactate shuttle theory, which is recapitulated under some conditions in the brain, while contradicting other aspects of the theory. We conclude that enzyme usage per pathway, enzyme utilization over time, and enzyme transportation are important factors for defining the optimal distribution of ATP production pathways, opening a broad avenue to explore in brain metabolism.

Ämnesord

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Medicinska och farmaceutiska grundvetenskaper -- Farmaceutiska vetenskaper (hsv//swe)
MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Basic Medicine -- Pharmaceutical Sciences (hsv//eng)
NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Biokemi och molekylärbiologi (hsv//swe)
NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Biochemistry and Molecular Biology (hsv//eng)
TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Industriell bioteknik -- Biokatalys och enzymteknik (hsv//swe)
ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Industrial Biotechnology -- Biocatalysis and Enzyme Technology (hsv//eng)
MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Medicinska och farmaceutiska grundvetenskaper -- Neurovetenskaper (hsv//swe)
MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Basic Medicine -- Neurosciences (hsv//eng)

Nyckelord

brain metabolism
metabolism
genome-scale models
mathematical modeling
ANLS
genome-scale models
metabolism
mathematical modeling
ANLS
brain metabolism

Publikations- och innehållstyp

art (ämneskategori)
ref (ämneskategori)

Hitta via bibliotek

Till lärosätets databas

Sök utanför SwePub

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

 
pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy