脑能量代谢与相关疾病(上)(1)
一、前言
在人的生命活动中，脑作为神经系统的中枢，不仅在机体的正常生理活动过程中发挥着极为重要的调节作用，对于“万物之灵”的人类，脑又是人类进行思维活动的中心。因此，脑的作用对于人类的生理健康、心理活动、智力发展以及高级的思维活动都是极为重要的。
脑作为人类机体的重要组成部分，在全部生理活动过程中，与其他部位一样，也需要通过消耗能量完成其功能。由于脑在生理过程中的重要地位和在能量代谢中的特殊性，与其他组织相比，脑的能量代谢更具有特殊的意义。能量代谢不仅关系到脑的工作状态，影响机体的正常活动，而且会影响到思维活动、情感表现和行为。研究脑的能量代谢过程以及影响因素，有利于认识与脑基本功能相关疾病发病过程，保证脑的正常生理功能。
对脑能量代谢的研究可以分为两个主要的方面。一是脑内能量的合成、供应和利用过程的变化以及由于该过程变化对脑功能产生的影响，例如能量代谢障碍、能量供应足、能量利用障碍以及由此导致的各种疾病等等。第二方面是研究能量代谢的机制和过程，特别是在该过程中产生的非能量性的变化。后者也是最近几年来人们研究的热点。大量研究证明，能量代谢过程的变化不仅导致能量物质的供应和利用的障碍，更重要的是在脑能量代谢的过程，由于受到多种因素影响，可以对神经细胞功能产生重要调控和影响，如神经细胞的死亡，功能状态的变化等。虽然这些现象并不是由于能量物质变化本身所引起，但由于导致这些变化的原因发生在能量代谢过程，特别是发生在能量代谢主要部位——线粒体中，因此，也成为脑能量代谢研究主要内容。
, http://www.100md.com
众所周知，生物基本的能量合成主要是在线粒体内完成，尽管脑的能量代谢具有特殊性，但脑的能量合成也是在线粒体内完成，线粒体是脑能量的主要来源。因此，研究线粒体的功能是研究脑能量代谢的主要的内容。近年来的研究证明，线粒体的功能仅是能量合成，而且在细胞功能的调控和多种疾病的发生和发展过程中也发挥了重要作用，研究线粒体在多种神经性疾病，如神经退行性疾病的作用，成为人们认识这些疾病的病理过程、寻找治疗途径关键环节之。
本文综合近年来对脑能量代谢研究进展，简要论述脑的能量代谢在正常生理活动中的作用，病理条件下脑的能量代谢的特点，脑能量代谢的药理学特点以及脑能量代谢的研究方法，并探讨与脑能量代谢疾病的防治等内容。
二、脑能量代谢的生理学特点
脑是整个机体中能量代谢最旺盛的器官，在生理条件下，脑的相对血液供应量和耗氧量远高于机其他组织。正常条件下，人脑的重量约占体重的2%-3%，而脑的血液供应量约占心输出量的15%-20%，是血流供应量最高的组织之一；脑在正常生理活动中的耗氧量也是最高的，约占机体总耗氧量的20%。脑组织丰富的血液供应，是保证脑能量代谢和生理活动的最基本条件。
, 百拇医药
脑组织中能量代谢包括能量合成代谢和能量应用代谢，其代谢的生化过程与机体其他组织的代谢形式基本相同，都是通过线粒体的氧化还原过程，使腺苷磷酸化，产生ATP供脑组织维持生理活动应用。脑组织的能量合成过程就是利用血液供应的基本能量物质，葡萄糖和氧，经过一系列的氧化过程，使葡萄糖被氧化，在此过程中产生能量，再经磷酸化合成可以被脑组织利用的能量形式——ATP，这一过程又成为氧化磷酸化。
脑能量的合成代谢过程有两点有别于其他组织，首先，脑能量合成依赖的原料是血液供给的葡萄糖，而不能像其他组织一样通过其他途径广泛利用能量物质；其次，脑组织中几乎不能进行糖的无氧代谢，只有在氧存在的条件下，能量合成才能够顺利进行。因此，脑组织中血液的充分供应，葡萄糖和氧的不断补充，是保证脑能量代谢的基本条件。, 百拇医药(杜冠华)
在人的生命活动中，脑作为神经系统的中枢，不仅在机体的正常生理活动过程中发挥着极为重要的调节作用，对于“万物之灵”的人类，脑又是人类进行思维活动的中心。因此，脑的作用对于人类的生理健康、心理活动、智力发展以及高级的思维活动都是极为重要的。
脑作为人类机体的重要组成部分，在全部生理活动过程中，与其他部位一样，也需要通过消耗能量完成其功能。由于脑在生理过程中的重要地位和在能量代谢中的特殊性，与其他组织相比，脑的能量代谢更具有特殊的意义。能量代谢不仅关系到脑的工作状态，影响机体的正常活动，而且会影响到思维活动、情感表现和行为。研究脑的能量代谢过程以及影响因素，有利于认识与脑基本功能相关疾病发病过程，保证脑的正常生理功能。
对脑能量代谢的研究可以分为两个主要的方面。一是脑内能量的合成、供应和利用过程的变化以及由于该过程变化对脑功能产生的影响，例如能量代谢障碍、能量供应足、能量利用障碍以及由此导致的各种疾病等等。第二方面是研究能量代谢的机制和过程，特别是在该过程中产生的非能量性的变化。后者也是最近几年来人们研究的热点。大量研究证明，能量代谢过程的变化不仅导致能量物质的供应和利用的障碍，更重要的是在脑能量代谢的过程，由于受到多种因素影响，可以对神经细胞功能产生重要调控和影响，如神经细胞的死亡，功能状态的变化等。虽然这些现象并不是由于能量物质变化本身所引起，但由于导致这些变化的原因发生在能量代谢过程，特别是发生在能量代谢主要部位——线粒体中，因此，也成为脑能量代谢研究主要内容。
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众所周知，生物基本的能量合成主要是在线粒体内完成，尽管脑的能量代谢具有特殊性，但脑的能量合成也是在线粒体内完成，线粒体是脑能量的主要来源。因此，研究线粒体的功能是研究脑能量代谢的主要的内容。近年来的研究证明，线粒体的功能仅是能量合成，而且在细胞功能的调控和多种疾病的发生和发展过程中也发挥了重要作用，研究线粒体在多种神经性疾病，如神经退行性疾病的作用，成为人们认识这些疾病的病理过程、寻找治疗途径关键环节之。
本文综合近年来对脑能量代谢研究进展，简要论述脑的能量代谢在正常生理活动中的作用，病理条件下脑的能量代谢的特点，脑能量代谢的药理学特点以及脑能量代谢的研究方法，并探讨与脑能量代谢疾病的防治等内容。
二、脑能量代谢的生理学特点
脑是整个机体中能量代谢最旺盛的器官，在生理条件下，脑的相对血液供应量和耗氧量远高于机其他组织。正常条件下，人脑的重量约占体重的2%-3%，而脑的血液供应量约占心输出量的15%-20%，是血流供应量最高的组织之一；脑在正常生理活动中的耗氧量也是最高的，约占机体总耗氧量的20%。脑组织丰富的血液供应，是保证脑能量代谢和生理活动的最基本条件。
, 百拇医药
脑组织中能量代谢包括能量合成代谢和能量应用代谢，其代谢的生化过程与机体其他组织的代谢形式基本相同，都是通过线粒体的氧化还原过程，使腺苷磷酸化，产生ATP供脑组织维持生理活动应用。脑组织的能量合成过程就是利用血液供应的基本能量物质，葡萄糖和氧，经过一系列的氧化过程，使葡萄糖被氧化，在此过程中产生能量，再经磷酸化合成可以被脑组织利用的能量形式——ATP，这一过程又成为氧化磷酸化。
脑能量的合成代谢过程有两点有别于其他组织，首先，脑能量合成依赖的原料是血液供给的葡萄糖，而不能像其他组织一样通过其他途径广泛利用能量物质；其次，脑组织中几乎不能进行糖的无氧代谢，只有在氧存在的条件下，能量合成才能够顺利进行。因此，脑组织中血液的充分供应，葡萄糖和氧的不断补充，是保证脑能量代谢的基本条件。, 百拇医药(杜冠华)