代谢与信息处理之间的跨尺度相互作用

《Cell Metabolism》：Scale-spanning crosstalk between metabolism and information processing

　　脑细胞间信号传递与能量代谢传统上分属不同研究领域，但最新发现代谢产物（如乳酸、β-羟基丁酸）通过G蛋白偶联受体等机制调控神经网络活动，尤其在运动、空腹和睡眠中体现显著。这种代谢-信号交叉可能重塑生理功能认知，需加强跨学科研究。

　　

总结

大脑细胞间信号传导与大脑能量代谢这两个研究领域是独立发展的。前者关注神经传递以及神经回路和网络的构建；后者则侧重于酶反应以及神经元与胶质细胞之间的生化过程的分区。像认知这样的高级大脑功能需要在较长距离上进行，并且能够快速完成。相比之下，代谢过程较为缓慢，由于受到扩散作用的限制，其作用范围相对较短。然而，这种看似合理的划分正在受到挑战——因为人们逐渐意识到乳酸、β-羟基丁酸、ATP/腺苷等构成普遍代谢核心的关键物质也充当了细胞间信号的角色，它们通过G蛋白偶联受体等途径调节神经网络的活动，这一点在运动、禁食和睡眠等过程中得到了验证。在这里，我们探讨了这种多重功能的潜在生理意义。我们认为，如果不理解代谢过程，就无法真正理解细胞间信号传导的机制；反之亦然。本文旨在提高人们对这一融合趋势的认识，并促进跨学科间的合作。