Functionally active neurons exhibit

Functionally active neurons exhibit increased oxygen consumption and production of reactive oxygen species (ROS) (164). The powerful oxidative metabolism of the brain generates large amounts of ROS that are kept in check by an elaborate antioxidant system composed of a multitude of enzymes, including superoxide dismutase (SOD), catalase, and peroxidases (64, 163). ROS are typically categorized as neurotoxic molecules and exert their detrimental effects via oxidation of essential molecules such as enzymes and cytoskeletal proteins (69, 142, 285). Excessive ROS also are associated with decreased performance in cognitive tasks in mammals (78, 134, 138, 171, 190, 220, 277, 417), as well as invertebrates (125). During normal physiological aging, ROS production increases and antioxidant defenses decline; hence, ROS levels increase dramatically, resulting in neuronal oxidative stress (12, 22, 204, 282, 302, 337). This is also true of hundreds of pathological conditions that promote oxidative stress, including neurodegenerative diseases such Alzheimer's disease (AD) and Parkinson's disease (PD), as well as posttraumatic and ischemic insults (159). Consistent with this idea, manipulations increasing the presence of superoxide in the brain are associated with worsening of cognitive performance (114, 123), whereas interventions designed to quench superoxide tend to normalize behavioral deficits (115, 190, 255, 277).

Although changes in redox status are often linked to age-dependent declines in synaptic plasticity and cognitive function, a growing body of evidence from both neuronal and nonneuronal cells suggests that ROS also can function as small physiological molecules involved in functional and structural changes necessary for synaptic plasticity. ROS have been implicated as modulators of hippocampus-dependent and hippocampus-independent memory formation (78, 134, 138). ROS also have been shown to regulate synaptic plasticity-related signaling molecules, receptors, and channels, including N-methyl-d-aspartate (NMDA) receptors (46, 186), calcium (Ca2+) channels (194), potassium channels (17, 149, 299), Ca2+/calmodulin kinase II (CaMKII) (385), the extracellular signal-regulated kinase (ERK) (194, 209, 213, 225), and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) response element binding protein (CREB) in the hippocampus (181). In particular, hydrogen peroxide (H2O2) has been shown to promote ryanodine receptor redox modifications, with the subsequent Ca2+ release signal modulating synaptic plasticity via ERK-mediated CREB phosphorylation (213). ROS also have been demonstrated to modulate long-term potentiation (LTP) (228, 229, 231), a form of synaptic plasticity widely studied as a cellular substrate for learning and memory (54, 265) (Figs. 1 and ​and2).2). Although ROS have been shown to be necessary for LTP, they also have been implicated with deficient LTP during aging (30, 189) and in mouse models of AD (71). ROS-mediated LTP modulation has been shown to involve other key signaling enzymes, including the serine/threonine family of phosphatases protein phosphatase 2A (259) and 2B (also termed calcineurin) (244).

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เซลล์ประสาทที่ใช้งานตามหน้าที่จัดแสดงเพิ่มขึ้นการใช้ออกซิเจนและการผลิตของออกซิเจน (ROS) (164) การเผาผลาญอาหารออกซิเดชันที่มีประสิทธิภาพของสมองสร้างจำนวนมากของ ROS ที่จะถูกเก็บไว้ในการตรวจสอบโดยระบบสารต้านอนุมูลอิสระที่ซับซ้อนประกอบด้วยหลากหลายของเอนไซม์ superoxide dismutase รวม (SOD), catalase และ peroxidases (64, 163) ROS มีการแบ่งประเภทมักจะเป็นโมเลกุลอัมพาตและออกแรงผลอันตรายของพวกเขาผ่านการเกิดออกซิเดชันของโมเลกุลที่จำเป็นเช่นเอนไซม์และโปรตีนโครงสร้างเซลล์ (69, 142, 285) ROS มากเกินไปนอกจากนี้ยังมีผลการดำเนินงานที่เกี่ยวข้องกับการลดลงในงานองค์ความรู้ในการเลี้ยงลูกด้วยนม (78, 134, 138, 171, 190, 220, 277, 417) เช่นเดียวกับสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (125) ในช่วงริ้วรอยร่างกายปกติ ROS การเพิ่มขึ้นของการผลิตและการป้องกันสารต้านอนุมูลอิสระลดลง; ดังนั้นระดับ ROS เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วส่งผลให้เส้นประสาทความเครียดออกซิเดชัน (12, 22, 204, 282, 302, 337) นี้ยังเป็นจริงของหลายร้อยพยาธิสภาพที่ส่งเสริมความเครียดออกซิเดชันรวมทั้งโรคเกี่ยวกับระบบประสาทเช่นโรคอัลไซเม (AD) และโรคพาร์กินสัน (PD) เช่นเดียวกับหลังถูกทารุณกรรมและด่าขาดเลือด (159) สอดคล้องกับความคิดนี้กิจวัตรการเพิ่มการปรากฏตัวของ superoxide ในสมองที่เกี่ยวข้องกับการถดถอยของประสิทธิภาพการทำงานขององค์ความรู้ (114, 123) ในขณะที่การแทรกแซงที่ออกแบบมาเพื่อดับ superoxide มีแนวโน้มที่จะปรับพฤติกรรมการขาดดุล (115, 190, 255, 277). แม้ว่าการเปลี่ยนแปลง สถานะอกซ์มีการเชื่อมโยงมักจะลดลงขึ้นอยู่กับอายุใน synaptic ปั้นและการทำงานทางปัญญาร่างกายเจริญเติบโตของหลักฐานจากทั้งเซลล์ประสาทและ nonneuronal แสดงให้เห็นว่า ROS ยังสามารถทำงานเป็นโมเลกุลขนาดเล็กทางสรีรวิทยาที่เกี่ยวข้องในการเปลี่ยนแปลงการทำงานและโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับการ synaptic ปั้น ROS มีส่วนเกี่ยวข้องเป็น modulators ของ hippocampus ขึ้นอยู่กับหน่วยความจำและ hippocampus อิสระก่อ (78, 134, 138) ROS ยังได้รับการแสดงที่จะควบคุมสัญญาณโมเลกุล synaptic ที่เกี่ยวข้องกับการปั้นผู้รับและช่องรวมทั้ง N-methyl-D-aspartate (NMDA) ผู้รับ (46, 186) แคลเซียม (Ca2 +) ช่อง (194), ช่องโพแทสเซียม (17 , 149, 299) Ca2 + / calmodulin ไคเนสที่สอง (CaMKII) (385), ไคเนสสัญญาณควบคุมสาร (ERK) (194, 209, 213, 225) และโมโน adenosine วงจร (ค่าย) องค์ประกอบการตอบสนองที่มีผลผูกพันโปรตีน (CREB ) ใน hippocampus (181) โดยเฉพาะอย่างยิ่งไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ (H2O2) ได้รับการแสดงเพื่อส่งเสริมการปรับเปลี่ยนอกซ์รับ Ryanodine ด้วยต่อมา Ca2 + สัญญาณปล่อยเลต synaptic ปั้นผ่าน CREB ERK พึ่ง phosphorylation (213) ROS ยังได้รับการแสดงให้เห็นถึงปรับ potentiation ระยะยาว (LTP) (228, 229, 231), รูปแบบของ synaptic ปั้นศึกษาอย่างกว้างขวางว่าเป็นสารตั้งต้นโทรศัพท์มือถือสำหรับการเรียนรู้และความทรงจำ (54, 265) (มะเดื่อ. 1 และ and2) 0.2) แม้ว่า ROS ได้รับการแสดงที่จะเป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับ LTP พวกเขายังมีส่วนเกี่ยวข้องกับการขาด LTP ระหว่างริ้วรอย (30, 189) และในรูปแบบของเมาส์โฆษณา (71) ROS พึ่งการปรับ LTP ได้รับการแสดงที่จะเกี่ยวข้องกับเอนไซม์อื่น ๆ การส่งสัญญาณที่สำคัญรวมถึงซีรีน / ธ รีโอนีครอบครัวของ phosphatases โปรตีน phosphatase 2A (259) และ 2B (ยังเรียกว่า calcineurin) (244)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

เซลล์ประสาทที่ติดอยู่มีออกซิเจนเพิ่มขึ้นการบริโภคและการผลิตของชนิดออกซิเจนปฏิกิริยา ( ROS ) ( 164 ) การเผาผลาญอาหารที่มีประสิทธิภาพของปฏิกิริยาสมองสร้างจำนวนมากของผลตอบแทนที่ถูกเก็บไว้ในการตรวจสอบ โดย บรรจง ระบบประกอบด้วยสารต้านอนุมูลอิสระหลากหลายชนิด รวมทั้ง Superoxide Dismutase ( SOD ) , Catalase และเพอร์ กซิเดส ( 64 , 163 )ผลตอบแทนมักจะแบ่งออกเป็นโมเลกุลโทอิน และออกแรงผลอันตรายของพวกเขาผ่านการออกซิเดชันของโมเลกุลที่จำเป็นเช่นเอนไซม์และโปรตีนไซโตร กเลตัล ( 1 , 142 , 285 ) ผลตอบแทนที่มากเกินไปยังเกี่ยวข้องกับความสามารถในการคิดงานลดลงในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ( 78 , 134 , 3 , 171 , 190 , 220 , 277 417 ) เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง ( 125 ) ระหว่างอายุร่างกายปกติเพิ่มการผลิต ROS และสารต้านอนุมูลอิสระ ป้องกันความเสื่อม เพราะผลตอบแทนระดับเพิ่มขึ้นอย่างมาก ส่งผลให้ความเครียดออกซิเดชันของเซลล์ประสาท ( 12 , 22 , 204 , 282 , 302 , 337 ) นี้ยังเป็นจริงของร้อยของพยาธิสภาพที่ส่งเสริม oxidative ความเครียด รวมทั้งโรคเช่นโรค Neurodegenerative ( AD ) และโรคพาร์กินสัน ( PD )รวมทั้งสภาวะหลอดเลือดและด่า ( 159 ) สอดคล้องกับไอเดียนี้ ตกแต่งเพิ่มการแสดงตนของซุปเปอร์ในสมองที่เกี่ยวข้องกับการถดถอยของประสิทธิภาพการรับรู้ ( 114 , 123 ) ส่วนมาตรการที่ออกแบบมาเพื่อดับซุปเปอร์มีแนวโน้มที่จะให้เกิดพฤติกรรม ( 115 , 190 , 255 , 0 ) .

แม้ว่าการเปลี่ยนแปลงในสถานะไฟฟ้ามักจะเชื่อมโยงกับอายุลดลงใน synaptic ปั้น และความจำ การเติบโตจากทั้งร่างกายของหลักฐานและการ nonneuronal เซลล์แสดงให้เห็นว่าผลตอบแทนยังสามารถทำงานเป็นโมเลกุลขนาดเล็กที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาการทำงานและโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับการทำงานปั้น .ผลตอบแทนต้องติดร่างแหไปด้วย เช่น modulators ของฮิปโปแคมปัส และฮิปโปแคมปัสอิสระหน่วยความจำรูปแบบ ( 78 , 134 , 138 ) รอสยังได้รับการแสดงเพื่อควบคุมการทำงานที่เกี่ยวข้องกับการส่งสัญญาณโมเลกุลพลาสติก ตัวรับ และช่องทาง รวมถึง n-methyl-d-aspartate ( NMDA ) ตัวรับ ( 46 , 186 ) , แคลเซียม ( แคลเซียม ) ช่องทาง ( 194 ) , ช่องโพแทสเซียม ( 17 , 149 , 299 )แคลเซียม / คาลโมดูลินไคเนส II ( camkii ) ( 385 ) , และสัญญาณควบคุมไคเนส ( กา ��� ) ( 194 , 209 , 213 , 225 ) และวงจรทำงานตัวเป็นเกลียว ( ค่าย ) การตอบสนององค์ประกอบโปรตีน ( creb ) ในฮิปโปแคมปัส ( 181 ) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง , ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ( H2O2 ) ได้รับการแสดงเพื่อส่งเสริม ryanodine ตัวรับ 1 ปรับเปลี่ยนด้วยการปล่อยสัญญาณของ synaptic ปั้นตามมาแคลเซียมผ่านกา ��� ) creb ฟอสโฟริเลชัน ( 213 ) รอส ยังได้แสดงให้เห็นถึงการเอ็น - ระยะยาว ( LTP ) ( 228 , 229 , 231 ) , รูปแบบของ synaptic ปั้นการศึกษาอย่างกว้างขวางเป็นสับสเตรทในการเรียนรู้และความจำ ( 54 , 265 ) ( Figs 1 และ 2 ​ ) 2 ) ถึงแม้ว่าผลตอบแทนที่ได้แสดงเป็น LTP ,พวกเขายังได้รับการเกี่ยวข้องกับการขาด LTP ในระหว่างอายุ 30 , 189 ) และในเมาส์รุ่น AD ( 71 ) รอส ( LTP เอฟเอ็มได้รับการแสดงที่จะเกี่ยวข้องกับคีย์อื่น ๆสัญญาณ เอนไซม์ รวมทั้งเซรีน / ถ่ายทอดวิชาครอบครัวของดิ ( 259 ) และโปรตีน phosphatase 2A 2B ( ยังเรียกว่าแคลซินิวริน )
( 244 )