小地松鼠（Spermophilus pygmaeus Pall.）在冬眠和苏醒期间的脑乳酸脱氢酶

《Neurochemical Journal》：The Brain Lactate Dehydrogenase of Little Ground Squirrels (Spermophilus pygmaeus Pall.) during Hibernation and Arousal

地松鼠冬眠-觉醒周期中大脑LDH活性及动力学参数动态变化。冬眠期酶效率降低（Km↑，Ki↑，optimum右移），抑制神经元电活动并节省碳水；觉醒早期酶活性骤增（Vmax↑，Km↓），体温完全恢复后催化速率显著高于对照，表明酶活性与脑高电活动相关，乳酸在神经能代谢、突触可塑性及合成中起关键作用。

　　

摘要

冬眠是一些哺乳动物的适应机制，其特征是代谢率和体温显著下降，许多生理功能受到抑制。冬眠持续数月，期间动物会周期性醒来并恢复体温，生化及生理参数也会回到正常水平。身体在冬眠与清醒两种不同状态之间的周期性转换伴随着代谢途径的显著重组，这需要相应的机制来改变关键酶的催化特性。本文研究了地松鼠在冬眠-清醒周期中脑内乳酸脱氢酶（LDH）的活性及其动力学参数。研究发现，冬眠期间LDH的催化效率显著降低，浓度依赖性的性质发生变化，K_m和K_i值增加，酶的最适反应浓度向更高浓度方向移动。冬眠期间脑内LDH活性的降低可以防止乳酸过度积累，减少脑部的糖酵解速率和葡萄糖消耗，从而抑制神经元的电活动，并实现碳水化合物的节约。在清醒过程的早期阶段（25°C时），随着主动产热功能的启动，酶的催化效率急剧提高，这可能是由于V_max值的增加和K_m值的降低共同作用的结果。当动物体温完全恢复正常后，酶的催化速率显著高于对照组水平。这表明该酶与大脑的高电活动之间存在密切关系，同时也揭示了乳酸在神经元能量代谢、大脑突触可塑性和突触生成中的重要作用。