ATP-Sensitive Potassium Channel-Mediated Lactate Effect on Orexin Neurons: Implications for Brain Energetics during Arousal
Notice bibliographique
Résumé
Active neurons have a high demand for energy substrate, which is thought to be mainly supplied as lactate by astrocytes. Heavy lactate dependence of neuronal activity suggests that there may be a mechanism that detects and controls lactate levels and/or gates brain activation accordingly. Here, we demonstrate that orexin neurons can behave as such lactate sensors. Using acute brain slice preparations and patch-clamp techniques, we show that the monocarboxylate transporter blocker alpha-cyano-4-hydroxycinnamate (4-CIN) inhibits the spontaneous activity of orexin neurons despite the presence of extracellular glucose. Furthermore, fluoroacetate, a glial toxin, inhibits orexin neurons in the presence of glucose but not lactate. Thus, orexin neurons specifically use astrocyte-derived lactate. The effect of lactate on firing activity is concentration dependent, an essential characteristic of lactate sensors. Furthermore, lactate disinhibits and sensitizes these neurons for subsequent excitation. 4-CIN has no effect on the activity of some arcuate neurons, indicating that lactate dependency is not universal. Orexin neurons show an indirect concentration-dependent sensitivity to glucose below 1 mm, responding by hyperpolarization, which is mediated by ATP-sensitive potassium channels composed of Kir6.1 and SUR1 subunits. In conclusion, our study suggests that lactate is a critical energy substrate and a regulator of the orexin system. Together with the known effects of orexins in inducing arousal, food intake, and hepatic glucose production, as well as lactate release from astrocytes in response to neuronal activity, our study suggests that orexin neurons play an integral part in balancing brain activity and energy supply.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
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score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».