Část 2: Astrocytový glykogen a laktát: Nové pohledy do mechanismů učení a paměti

Další informace:{0}}

Pls klikněte zde pro část 1

Pls klikněte sem pro část 3

Kliknutím na Cistanche DHT získáte paměť

Glykogenolýza a laktát jsou důležité při upevňování paměti zprostředkované vzrušením/stresem

Událost je dobře zapamatovatelná po dlouhou dobu, pokud je zasazena do emocí. Emocionální vzrušení vede k podrobnějším a dlouhotrvajícím vzpomínkám a stresové hormony adrenalin (také známý jako epinefrin) a kortizol (kortikosteron u hlodavců) jsou dostatečné ke zprostředkování a modulaciPaměťkonsolidace (McGaugh 2015).

Protože epinefrin volně neprochází hematoencefalickou bariérou (BBB), může modulovatPaměťkonsolidace aktivací -adrenergních receptorů lokalizovaných periferně na vagových aferentech vybíhajících do jádra solitárního traktu v mozkovém kmeni. Noradrenergní projekce z této oblasti ovlivňují aktivitu neuronů v jiných oblastech mozku, včetně amygdaly a hipokampu (Miyashita a Williams 2004; Williams et al. 2000). V souladu s tím bylo u invivoin potkanů ​​pozorováno zvýšení hladin noradrenalinu (NA) v hipokampu již 20 minut po periferní injekci epinefrinu, přičemž vrchol dosáhlo jednu hodinu po aplikaci, a tento účinek je zcela blokován injekcí lidokainu do jádra osamělý trakt (Miyashita a Williams 2004). Důležité je, že neurony vycházející z jádra osamělého traktu vyčnívají do locus coeruleus, což je oblast, která uvolňuje NA při stimulaci a vzrušení (Gibbs et al. 2010; Lopes et al. 2016; Sara 2009; Sara et al. 1994).

V mozcích savců stejně jako v kultivovaných astrocytech NA stimuluje glykogenolýzu (Magistretti 1988; Quach et al. 1988; Subbarao a Hertz 1990). Aplikace NA je dostatečná k modulaciPaměťkonsolidace prostřednictvím aktivace - a -adrenergních receptorů (AR) přítomných v oblastech mozku, jako je amygdala a hippocampus (Roozendaal a McGaugh 2011). Protože bylo hlášeno, že blokátory AR, jako je propranolol, interferujíPaměťkonsolidace a posílení u hlodavců i u lidí (Cahill a kol. 1994; Dornelles a kol. 2007; Przybyslawski a kol. 1999) a byly také navrženy jako potenciální léčba úzkostných poruch, jako je panická porucha a posttraumatické stresové poruchy (Ravaris et al. 1991; Vaiva et al. 2003), působení NA prostřednictvím těchto receptorů je zvláště zajímavé.

V krysím hipokampu, který je nutný pro konsolidaci explicitních/epizodických vzpomínek, převládají 1AR; jsou přítomny také 2AR a 3AR, i když jsou distribuovány odlišně (Milner a kol. 2000; Rainbow a kol. 1984; Summers a kol. 1995), což naznačuje, že tyto dva typy receptorů mohou mít odlišné role. Různé experimenty s antagonisty NA nebo AR (např. propranolol) naznačovaly, že AR hrají roli při kódování paměti, modulaci a vyhledávání u lidí a hlodavců (Cahill a kol. 1994; Przybyslawski a kol. 1999; Summers a kol. 1995 ). Studie na myších postrádajících 1AR nebo léčených selektivními agonisty nebo antagonisty 1AR odhalily kritickou roli tohoto podtypu receptoru jak v synaptické plasticitě, tak v paměti, se zvláštním důrazem naPaměťvyhledávání (Murchison et al. 2004; Ramos et al. 2005; Winder et al. 1999). Na druhé straně genetická delece 2AR u myší zhoršujePaměťmodulace stresem nebo kortikosteronem a také zhoršuje plasticitu hipokampu, což je v souladu s úlohou 2AR v amygdale a jeho modulačními účinky na hipokampus a prefrontální kůru (Roozendaal a McGaugh 2011; Schutsky et al. 2011; Zhou et al. 201).

Obecně platí, že funkční příspěvky AR kPaměťPředpokládá se, že procesy jsou výsledkem hlavně jejich účinků na neurony, a proto byly studovány převážně na neuronálních/synaptických modelech (O'Dell et al. 2015). Avšak kromě toho, že jsou exprimovány v pre- a postsynaptických kompartmentech neuronů, AR se nacházejí také v jiných typech buněk, zejména v astrocytech (Catus a kol. 2011; Mantyh a kol. 1995; Shao a Sutin 1992; Zhu a Kimelberg 2004 ). Přesněji řečeno, bylo navrženo, že 2AR v nervovém systému jsou exprimovány převážně v gliích (Cash et al. 1986; Catus et al. 2011; Mantyh et al. 1995; Waeber et al. 1991), zatímco 1AR se nacházejí především v neurony, na synaptických spojeních (Cash a kol. 1986; Mantyh a kol. 1995; Waeber a kol. 1991). Tento návrh vyvolává otázky, který podtyp AR (1AR nebo 2AR) a které buňky exprimující AR zprostředkovávají konsolidaci hipokampální paměti.

Kromě toho hrají 2adrenergní receptory (2AR) rozhodující roliPaměťkonsolidace v ptačí kůře a farmakologické experimenty kombinující antagonisty nebo agonisty AR vedly Hertze a Gibbse k závěru, že glykogenolýza stimulovaná 2AR je nezbytná pro tvorbu paměti (přehled v Gibbs 2016).

V nedávných studiích jsme se snažili zjistit, zda příspěvek AR v hippocampu kPaměťkonsolidace zahrnuje mechanismy související s glykogenolýzou a astrocytárním metabolismem. Pomocí našeho paradigmatu IA u mladých dospělých potkanů ​​jsme zjistili, že bilaterální injekce propranololu do dorzálního hippocampu významně narušují dlouhodobéPaměťa že toto poškození nebylo zvráceno po připomenutí šoku podaného v jiném kontextu, což naznačuje, že AR v hipokampu jsou nutné proPaměťkonsolidace. Propranolol také otupil učením vyvolanou indukci mechanismů plasticity, jako je indukce pCREB, pCamKII a Arc. Jak behaviorální, tak molekulární poruchy byly zachráněny L-laktátem, ale ne ekvikalorickou koncentrací glukózy. Tyto výsledky naznačují, že produkce laktátu odvozeného z astrocytů (tj. laktátu získaného z glykogenolýzy v astrocytech) je cílena propranololem. Abychom určili, které z 1- a 2AR by se mohly podílet na tréninkově závislých behaviorálních a molekulárních změnách, systémově jsme injekčně podali buď 2AR-selektivního antagonistu ICI-118,551 nebo 1AR-selektivního antagonistu betaxolol před školení a poté provedli hipokampální mikrodialyzační experimenty. Výsledky odhalily, že jak na tréninku závislé uvolňování laktátu, tak retence paměti byly významně blokovány antagonisty 2AR, ale ne 1AR. Podobně bilaterální injekce stejných antagonistů do dorzálního hipokampu potvrdily, že antagonisté 2AR, ale ne 1AR, zhoršují uchování paměti. Účinky na zachování paměti přetrvávaly. Souhrnně tato data naznačovala, že 2AR, spíše než 1AR, v hipokampu přispívají ke konsolidaci paměti IA a že tak činí zapojením mechanismů, které řídí zvýšení hladin laktátu v extracelulárním prostoru hipokampu při tréninku. Naše předchozí experimenty ukazující, že zvýšení laktátu vyvolané učením je blokováno DAB (Suzuki et al. 2011) nás vedly k závěru, že zvýšení hladiny laktátu závislé na 2AR vyvolané tréninkem pochází z glykogenolýzy.

Pomocí autoradiografie vazby ligandu (v nepřítomnosti specifických protilátek, na které jsme rozsáhle skrínovali, ale nemohli jsme je najít), jsme zjistili, že distribuce 2AR v hippocampu se do značné míry překrývá s distribucí astrocytárního markeru gliální fibrilární kyselé protein (GFAP) vizualizovaný imunohistochemií, což opět podporuje myšlenku, že 2AR jsou obohaceny spíše v astrocytech než v neuronech (Gao et al. 2016). Za použití adeno-asociovaného viru selektivního pro astrocyty nebo neurony (AAV) pod kontrolou buď modifikovaného GFAP nebo promotoru specifického pro synapsin jsme exprimovali sekvence antisense nebo krátké vlásenky (shRNA), abychom významně snížili expresi 2AR buď v astrocytech nebo neuronech. Zjistili jsme, že astrocytární, ale ne neuronální, knockdown 2AR vedl k trvalémuPaměťnarušení. Toto narušení bylo plně zachráněno L-laktátem, což poskytuje důkaz pro závěr, že 2AR exprimované v hipokampálních astrocytech - prostřednictvím produkce laktátu -, ale nikoli 2AR exprimované neurony, jsou kritické pro tvorbu dlouhodobé paměti.

Je zajímavé poznamenat, že také u kuřat byly 2AR dříve popsány jako kritický podtyp AR zapojený do glykogenolýzy, a to navzdory skutečnosti, že distribuce podtypů AR nekoreluje v mozku kuřat a savců (Hutchinson et al. 2007), což naznačuje, že 2AR exprimované astrocyty mohou mít konzervativní roli při regulaci glykogenolýzy. V souladu s obecnou úlohou 2ARs v glykogenolýze byla produkce laktátu z aerobní glykolýzy spojená se stimulací 2AR také identifikována ve svalu během šokových stavů spojených se sníženým nebo udržovaným průtokem krve (Levy et al. 2008).

Zbývá určit, zda laktát vzniká pouze z glykogenolýzy a/nebo také z importu glukózy a přímo vstupuje do glykolýzy. Bez ohledu na to, naše data implikují hipokampální 2AR, spíše než 1AR, vPaměťkonsolidace, ve spojení s pozorováním, že dodávání laktátu zachraňuje poruchu paměti IA způsobenou hipokampálním astrocytárním knockdownem 2AR, posiluje závěr, že laktát produkovaný astrocyty je klíčovým mediátoremPaměťtvorba za podmínek vzrušení (Suzuki et al. 2011).

Podobné závěry poskytli Jensen et al. (2016), kteří vytvořili indukovatelné astrocytově specifické 2AR knock-out myši křížením homozygotních 2AR floxovaných myší (Adrb2flox) a myší s heterozygotní tamoxifenem indukovatelnou Cre rekombinázovou expresí řízenou promotorem transportéru L-glutamátu/L-aspartátu specifického pro astrocyty ( GLAST- CreERT2). Tato studie nezjistila žádné rozdíly ve fyzickém zdraví nebo motorických funkcích mezi knock-out myšmi a kontrolami; nicméně uváděl deficity ve schopnosti starých, ale ne mladých dospělých myší, v úloze vodního bludiště. Studie také zjistila poškození LTP v mozkových řezech hipokampu starých knock-out myší udržovaných v médiu s nízkým obsahem glukózy. Nedostatek účinků na mladé myši může být způsoben úrovní vzrušení z vykonávaného úkolu a k vyřešení této otázky jsou zapotřebí budoucí studie.

Ve světle všech těchto zjištění souhlasíme s Hertzem a Gibbsem (Hertz a Gibbs 2009) v názoru, že úroveň vzrušení vyvolaného zážitkem může určovat, zda se glykogenolýza a/nebo glykolýza využívají k podpořePaměťkonsolidace. Dále navrhujeme, že pokud astrocytický 2AR mechanismus získávají pouze vzpomínky na vzrušující zážitky, může to představovat zřetelný mechanistický podpis tohoto typu paměti. To by naznačovalo, že za fyziologických podmínek glykogen poskytuje doplňkové substráty, když glukóza není schopna podporovat funkci během zvýšené potřeby energie (Waitt et al. 2017). Opět platí, že budoucí experimenty by se měly snažit tyto důležité problémy řešit.

Je pozoruhodné, že připomínající účinky inhibitoru glykogenolýzy DAB (Suzuki et al. 2011), přímé dodávání ekvikalorických koncentrací glukózy do hipokampu spolu s farmakologickými blokátory 2AR nedokázalo replikovat účinek laktátu a pouze při vyšších koncentracích glukózy byly aPaměťporuchy způsobené narušením 2ARs přechodně zachráněny. Ačkoli jsou k interpretaci tohoto výsledku zapotřebí další experimenty, jedním z možných vysvětlení je, že procesy závislé na aktivitě podporují vstup glukózy v krvi do astrocytů spíše než přímo do neuronů. Glukóza by pak byla metabolizována astrocyty a alespoň částečně přeměněna na laktát, který by byl nakonec transportován z astrocytů do neuronů (Magistretti a Pellerin 1999).

Přibývající důkazy ukazují, že astrocytická regulace metabolismu hraje roli v mnoha neurodegenerativních onemocněních a patologiích souvisejících s mozkem, včetně Alzheimerovy choroby, Huntingtonovy choroby, roztroušené sklerózy a amyotrofické laterální sklerózy (Maragakis a Rothstein 2006). Například pacienti s roztroušenou sklerózou vykazují dysregulovanou expresi glykolytických enzymů v aktivních i neaktivních lézích a zvýšené hladiny enzymu produkujícího laktát LDHA v astrocytech v neaktivních lézích (Nijland et al. 2015). Kromě toho vzorky mozku od pacientů s Alzheimerovou chorobou vykazují zvýšení 2- i 1AR a 2 antagonisté přinesli slibné potenciální terapeutické výsledky na myších modelech (Fu a Jhamandas 2014; Dong et al. 2012). K plnému pochopení zapojení astrocytárních 2AR u neurodegenerativních onemocnění bude zapotřebí další studie. Navrhujeme, že narušení metabolické aktivace prostřednictvím astrocytárních 2AR v oblastech podporujících kognitivní funkce může přispět k patologickým rysům těchto onemocnění. Zacílení na astrocytární 2AR mechanismy jim tedy může pomoci předcházet nebo je opravit

poruch a/nebo zabránit jejich vysrážení stresem.

Jak se laktát používá k podpoře učení a paměti?

Podíl laktátu odvozeného z astrocytů v dlouhodobém horizontuPaměťformace posouvá pohled v rámci oboru od eurocentrického modelu učení aPaměťk takovému, ve kterém hraje klíčovou roli spolupráce vícebuněčného typu. Důležitá otázka, kterou je třeba vyřešit, je: Co dělá laktát?

Laktát, který se nachází v jiných systémech (tj. ve svalech) (Brooks 2007; Brooks 2011; Brooks 2016) může být použit jako energetický substrát. Na základě důkazů o kritické roli MCT2 v dlouhodobém horizontuPaměť(Newman et al. 2011; Suzuki et al. 2011), naše studie a studie několika dalších výše zmíněných laboratoří naznačovaly, že hlavní role laktátu může být metabolická při podpoře energeticky náročných procesů indukovaných učením. MCT2 jsou obohaceny v synapsích, jak ukazují synaptoneurosomální (Suzuki et al. 2011) a studie elektronové mikroskopie, které odhalily jejich lokalizaci jak v axonech, tak v trnech (Bergersen et al. 2001; Bergersen et al. 2005). Myšlenka, že laktát vstupující do aktivovaných synapsí hraje metabolickou roli, by byla v souladu s vysokými energetickými nároky membránových a buněčných procesů nezbytných pro dlouhodobou synaptickou plasticitu a paměť, které zahrnují – abych zmínil jen některé – přestavbu cytoskeletu, přenos receptorů, synaptickou uvolnění a lokální translace mRNA (Basu et al. 2007; Fukazawa et al. 2003; Harris et al. 2012; Lamprecht a LeDoux 2004; Malinow a Malenka 2002; Santini et al. 2014; Shi et al. 1909; Sudhof 1909; Xu a kol., 2012).

Kromě své role metabolitu a energetického substrátu bylo prokázáno, že laktát signalizuje prostřednictvím změn v poměru NADH/NAD plus, a tedy redox regulace (Brooks 2009), což je mechanismus, o kterém se zjistilo, že je důležitý pro dlouhodobou plasticitu aPaměť(Knapp a Klann 2002; Massaad a Klann 2011). Ve skutečnosti pomocí kultivovaných kortikálních neuronů Yang et al., (2014) uvedli, že aplikace L-laktátu zvyšuje intracelulární hladiny NADH, podporuje genovou expresi související s plasticitou a zesiluje signalizaci receptoru NMDA. Tito autoři také zjistili, že ačkoli aplikace NADH rekapitulovala účinky indukované L-laktátem na aktivaci NMDA, aplikace pyruvátu byla pro vyvolání těchto změn nedostatečná, což je vedlo k závěru, že laktát je více než jen energetický substrát.

Několik studií se zaměřilo na jiné typy mechanismů laktátové signalizace. Například laktát také signalizuje působením prostaglandinů a přispívá k vazomotorické regulaci (Gordon et al. 2008). Kromě toho bylo nedávno prokázáno, že laktát signalizuje prostřednictvím specifického receptoru spřaženého s G-proteinem, GPR81/HCAR1, který je distribuován v neuronech (obohacený o synaptické kompartmenty), astrocytech a vaskulatačních buňkách, což možná spojuje neurotransmisi, neurovaskulární spojení a mozek. energetický metabolismus (Lauritzen et al. 2014; Morland et al. 2015). Jak je popsáno a diskutováno ve vynikající recenzi Lindy Hildegard Bergersen (Bergersen 2015), HCAR1 je většinou koncentrován v neuronech, na synaptické membráně a intravezikulárních organelách. Tato distribuce vedla Bergersena k navržení zajímavé hypotézy, že intravezikulární laktát by mohl přispívat k laktátové signalizaci. Navíc ve svalových buňkách myotube C2C12 aplikace laktátu indukovala expresi laktátu

receptor HCAR1 a laktátových transportérů (MCT1/4), což možná svědčí o systému pozitivní zpětné vazby, zatímco pyruvát tento účinek nereplikoval (Sun et al. 2016). Stručně řečeno, naše chápání toho, jak laktát poskytuje kritickou dlouhodobou podporuPaměťtvorba je stále v plenkách a nemůžeme vyloučit možnost, že laktát hraje v tomto procesu několik nezbytných rolí (Steinman et al. 2016).

Role metabolického spojení astrocyt-neuron při tvorbě paměti během vývoje

Metabolické nároky vyvíjejícího se mozku jsou velmi vysoké. Potřeba glukózy v lidském mozku vrcholí v dětství (ve věku kolem 5 let), kdy glukóza využívaná mozkem představuje přibližně 60 procent celkové tělesné energie ve srovnání s přibližně 20 procenty v dospělosti (Kuzawa et al. 2014). Tento významný rozdíl v požadavcích na energii mezi dospělým a vyvíjejícím se mozkem se může odrážet v rozdílných rolích metabolismu astrocytů a neuronů vPaměťformace během vývoje versus dospělost.

Astrocyty jsou důležité pro vývoj mozku. Vzhledem k jejich aktivnímu podílu na několika vývojových procesech, včetně neurogeneze, angiogeneze, axonálního růstu, synaptogeneze a synaptického zrání a prořezávání, může dysfunkce astrocytů přispívat k nástupu neurovývojových poruch, které by mohly vést k učení aPaměťpostižení v dospělosti (Clarke a Barres 2013). Ačkoli byla u dospělých hlášena určitá astrogeneze (Zhao et al. 2007), většina astrocytů v mozku hlodavců je generována postnatálně během prvních 3 týdnů života, současně s koncem počáteční neurogenní vlny (Bandeira et al. 2009; Molofsky and Deneen 2015; Reemst et al. 2016). Astrocyty jsou distribuovány ve všech oblastech CNS a pravděpodobně migrují do svého konečného cíle krátce po svém narození, což vede k podobným distribucím mezi mozkem novorozenců a dospělých (Taft 2005; Tsai et al. 2012).

Proto vzhledem k rozsáhlé gliogenezi, která značně mění buněčné složení postnatálního mozku (Nedergaard et al. 2003), mohou astrocyty v raném vývoji buď odlišně ovlivňovatPaměťprocesů, nebo zůstávají nezúčastněny pro svou funkční nezralost. Bylo by zajímavé zjistit, zda je pro metabolické spojení laktátu astrocyt-neuron nezbytnéPaměťformování během raného vývoje, jako je tomu v dospělosti.

Metabolické interakce astrocyt-neuron se mezi novorozeneckým a dospělým mozkem liší několika způsoby (Brekke et al. 2015). Například v dospělém mozku za normálních podmínek je hlavním energetickým substrátem glukóza. Naproti tomu během prvních tří týdnů po narození je mozek novorozené krysy charakterizován sníženou utilizací glukózy, která se shoduje s nižší expresí glukózových transportérů (GLUT) (Vannucci 1994; Vannucci et al. 1994; Vannucci a Simpson 2003) a utilizací jiných substrátů, jako jsou ketolátky, jako zdroje energie (Hawkins et al. 1971; McKenna 2012). Během konzumace mléka s vysokým obsahem tuku poskytují ketolátky podstatnou část energie požadované novorozeneckým mozkem (Dombrowski et al. 1989; Nehlig 2004). Tyto živiny jsou přenášeny přes BBB prostřednictvím monokarboxylátových transportérů (MCT) (Newman a Verdin 2014), jejichž exprese po odstavení rychle klesá, zatímco exprese glukózových transportérů se zvyšuje (Vannucci a Simpson 2003).

I když novorozenecký mozek spoléhá na alternativní zdroje energie, glukóza je pro normální vývoj nepostradatelná. Pomocí glukózy značené 13C a acetátu značeného 13C zkoumali Morken a kolegové (2014) glykolýzu, pentózofosfátovou dráhu (PPP), karboxylaci pyruvátu a metabolické interakce mezi astrocyty a neurony v mozku 7-denního potkana a porovnali tyto parametry s parametry dospělých potkanů. V nezralém mozku pozorovali nižší přenos glutamátu z neuronů do astrocytů, spojený s vyšším přenosem glutaminu z astrocytů do neuronů, což ukazuje, že během raného vývoje v mozku funguje mnohem méně glutamát-glutaminového cyklu. Toto snížení hladiny glutamátu dostupného pro syntézu glutaminu je částečně kompenzováno zvýšením karboxylace pyruvátu ve srovnání v dospělém mozku. Navíc v mozku novorozenců je relativně větší frakce glukózy metabolizována prostřednictvím PPP a karboxylace pyruvátu než cestou glykolýzy, která je méně aktivní než mozek dospělých (Brekke et al. 2015; Morken et al. 2014).

Glukóza, přednostně zpracovaná PPP, hraje klíčovou roli během rychlého růstu, ke kterému dochází během prvních postnatálních týdnů (Bandeira et al. 2009) tím, že poskytuje substráty potřebné pro syntézu nukleotidů a lipidů, myelinizaci a produkci NADPH, a klíčový kofaktor zapojený do buněčné obrany proti oxidativnímu stresu (Yager a Ashwal 2009). Vysoký poměr PPP ke glykolýze tedy může vysvětlit schopnost novorozeneckého mozku účinněji se chránit před oxidačním stresem.

Proč je během raného vývoje nižší rychlost glykolýzy? Kromě toho hraje glykolýza nějakou roliPaměťformace v tomto raném věku? Velmi málo studií popsalo, zda a jak metabolismus glukózy a metabolické interakce astrocyt-neuron přispívají k tvorbě dlouhodobýchPaměťa kognitivním funkcím obecněji během vývoje. První popisy takového příspěvku k tvorbě paměti během vývoje byly popisy Gibbse a Hertze, popsané výše, kteří ve svých studiích použili neonatální kuřata a zjistili, že vyžadují rozklad glykogenu pro syntézu glutamátu v astrocytárníPaměťmechanismy (Gibbs et al. 2007). Kromě toho tito autoři popsali mechanismy transportu L-laktátu (a/nebo pyruvátu) odvozeného z glykogenu mezi astrocyty a neurony u jednodenních kuřat: ve skutečnosti buď injekce D-laktátu, nebo farmakologická inhibice MCT pomocí -kyano{{6 }}hydroxycinnamát (4-CIN) inhibuje jejich paměť. Kromě toho bylo hlášeno, že rozklad a resyntéza glykogenu během učení a paměti v tomto raném vývojovém věku jsou regulovány noradrenalinem, serotoninem a ATP (Gibbs 2016). Konkrétněji bylo prokázáno, že inhibice 2-adrenergních, serotoninergních (5-HT2B) a purinergních receptorů P2Y1, z nichž všechny stimulují glykogenolýzu, nebo 2-adrenergních receptorů, které podporují glykogen syntéza, má za následek zhoršení paměti u novorozených kuřat (Gibbs 2016).

U savčích modelových systémů (tj. hlodavců) a lidí se většina studií zaměřila na účinek glukózy naPaměť. Základním zjištěním posledních 20 let je, že glukóza, podávaná krátce před učením nebo po něm, nebo před obnovením paměti, zlepšujePaměťvýkon (Messier 2004). Podobný účinek byl pozorován u 17- a 18-denních potkanů, což je věk, který odpovídá období dětské amnézie (Flint a Riccio 1999; Flint a Riccio 1997). Dětská amnézie označuje neschopnost dospělých zapamatovat si rané vzpomínky. U lidí, stejně jako u jiných než lidských zvířat, jsou vzpomínky vytvořené během věku dětské amnézie velmi rychle zapomenuty (Li et al. 2014; Madsen a Kim 2016).

Nedávno jsme ukázali, že zážitky IA u mláďat potkanů, i když jsou zjevně zapomenuty, jsou ve skutečnosti dlouhodobě uloženy v latentní formě, protože tyto vzpomínky mohou být později v životě obnoveny, pokud jsou zažity připomínky (Travaglia et al. 2016a). Na rozdíl od toho, co bylo navrženo dříve, jsme zjistili, že dětský hippocampus (v postnatálním dni 17, PN17) je vysoce citlivý a zapojený do učení a přispívá nezbytným příspěvkem k vytváření latentních, dlouhotrvajících vzpomínek pomocí náboru molekulárních mechanismů. typické pro kritická období (Travaglia et al 2016a a b). Proto jsme navrhli, že stejně jako v jiných mozkových funkcích a systémech, i systém epizodického učení prochází kritickým obdobím, během kterého hipokampální systém získává funkční způsobilost prostřednictvím zkušeností (Alberini a Travaglia 2017).

Dvě studie ukázaly, že dětská amnézie u potkanů ​​může být zmírněna podáním glukózy v doběPaměťretenční testování (Flint a Riccio 1997) nebo doba učení (Flint a Riccio 1999). V první studii byly 17-denní krysy podrobeny kondicionování IA; O 24 hodin později byla zvířata bezprostředně před testováním systémově injikována buď fyziologickým roztokem nebo glukózou. Krysy s injekcí fyziologického roztoku vykazovaly slabostPaměťvýkon, což naznačuje rychlé zapomínání, zatímco tato ztráta paměti byla významně zmírněna u potkanů ​​s injekcí glukózy (Flint a Riccio, 1997). V následující studii stejní autoři vystavili 18-denní krysy okamžité potréninkové subkutánní injekci glukózy; tyto krysy si vedly významně lépe než kontrolní zvířata s injekcí fyziologického roztoku v retenčním testu provedeném 24 hodin po tréninku (Flint a Riccio, 1999). Mechanismy, kterými glukóza zmírňuje dětskou amnézii, zůstávají neznámé a lepší pochopení funkčních důsledků metabolismu glukózy a metabolického spojení astrocyt-neuron vPaměťformování během vývoje by mohlo poskytnout důležité poznatky o tom, jak se paměťový systém vyvíjí, a také navrhnout potenciální klinické aplikace pro poruchy učení.