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脑代谢的某些特点
来源:医学全在线 更新:2007/12/3 字体:

 

  三、谷氨酸的代谢与功能

  脑的游离氨基酸组成与血浆有很明显的差别,这是由于血脑屏障的特点和脑本身氨基酸代谢特点造成的。脑和血浆中某些游离氨基酸的含量对比如表14-3。

表14-3 人脑和血浆中某些游离氨基酸的含量

氨基酸 血浆
  微克分子/克 微克分子/毫升
谷氨酸 10.6 0.05
N-乙酰天门冬氨酸 5.7 -
谷氨酰胺 4.3 0.7
γ-氨基丁酸 2.3 -
门冬氨酸 2.2 0.01
色氨酸 0.05 0.05

  由表14-3可见,脑中游离氨基酸以谷氨酸(Glu)含量最高,它比其在血浆中的浓度要高出200倍以上。谷氨酸、谷氨酰胺(Gln)和γ氨基丁酸(GABA)三者含量总和约占脑中游离氨基酸总量的一半。所以,在脑的氨基酸代谢中,谷氨酸占有重要位置。

  然而,谷氨酸难以通过血脑屏障,脑内谷氨酸来源于自身的合成,同位素示踪实验表明脑内谷氨酸合成的原料是葡萄糖,它来自血糖。葡萄糖进入脑细胞后先转变成α-酮戊二酸(α-KG),后者可在谷氨酸脱氢酶的催化下转变成谷氨酸,亦可经转氨基作用生成谷氨酸,一般认为后一途径更切合实际,因为谷氨酸脱氢酶(GDH)催化逆反应时KmNH4+为8mM,远高于细胞内氨之浓度。谷氨酸在谷氨酰胺合成酶的作用下与氨结合成为谷氨酰胺,这是一个耗能反应(消耗ATP),脑中谷氨酰胺合成酶的活性强,其KmNH4+仅为0.39mM。所生成的谷氨酰胺,与谷氨酸不同,可以通过血脑屏障而进入血中,这样,脑组织从血中摄入葡萄糖,通过代谢,还血液以谷氨酰胺,清除了脑中的氨,以免氨的积存危害脑的功能。

图14-1 脑中谷氨酸代谢与氨的消除

  脑中谷氨酸代谢的另一个特点是脱羧生成γ-氨基丁酸(又名γ-氨酸GABA),催化此反应的酶是谷氨酸脱羧酶(GAD),它需要磷酸吡哆醛作辅酶。GABA是一种抑制性的神经递质,仅见于中枢神经系统。脑内GABA主要贮于灰质,特别是纹状体、黑质、小脑的齿状核等处。

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