Integrated kinetic, genetic, and thermodynamic investigation of brain energy metabolism in neurons and astrocytes
Nöron ve astrositlerde beyin enerji metabolizmasının bütünleşik kinetik, genetik ve termodinamik incelemesi
- Tez No: 438680
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ÖZİLGEN, PROF. DR. IŞIL AKSAN KURNAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2013
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yeditepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 137
Özet
Nöron (sinir hücresi)-glia ilişkisi beyin enerji metabolizmasının yanısıra beynin normal işleyişi açısından da çok önemlidir. Bu konuda iki temel model vardır ? klasik görüşte, hem nöron hem de astrosit glikozu oksidatif metabolizma kanalıyla enerji kaynağı olarak kullanabilirken, astrosit-nöron laktat mekiği hipotezinde (ANLMH) glikozu anaerobik glikolizle piruvata ve daha sonra laktata tüketebilen astrosittir ve bu laktat daha sonraki oksidatif degredasyon için nöron tarafından alınmak üzere hücre dışı alana salgılanır. Çalışmanın bütünleşik kinetik ve genetik kısmında, nöronlar ve astrositlerdeki enerji metabolizması ANLMH modelinin her iki hücre tipi icin de enerji talebini karşılaması açısından bir avantaj sağlayıp sağlayamayacağı açısından analiz edildi. Deneyle desteklenen in siliko modelleme sonuçları hem normoksik hem de hipoksik koşullar altında verilen zaman diliminde ANLMH modelinin nörona klasik görüşten daha fazla ATP sağladığını gösterdi. Çalışmanın termodinamik kısmında, nöron perspektifinden ekserji analizi uygulandı ve nörondaki ATP üretiminin ekserjetik verimliliği her iki rakip model (klasik ve ANLMH) için ayrı ayrı değerlendirildi. Buna bağlı olarak enerjetik açıdan ANLMH modelinin nöron için daha elverişli olduğu öngörülmektedir. Ayrıca, kararsız durumda nöronun dinamik koşullar altında (normoksik, hipoksik, glikoz azlığı ve aşırı glikoz konsantrasyonu) ekserji kaybı analiz edildi. Analiz sonuçlarına göre, hücrenin sadece iş potansiyelinin değil aynı zamanda ekserji kaybı oranının aşırı glikoz konsantrasyonu altında en yüksek, glikoz azlığı koşulunda da en düşük olduğu belirtilmiştir.
Özet (Çeviri)
Neuro-glial interactions are important for normal functioning of the brain as well as brain energy metabolism. There are two major working models ? in the classical view, both neurons and astrocytes can utilize glucose as the energy source through oxidative metabolism, whereas in the astrocyte-neuron lactate shuttle hypothesis (ANLSH) it is the astrocyte which can consume glucose through anaerobic glycolysis to pyruvate and then to lactate, and this lactate is secreted to the extracellular space to be taken up by the neuron for further oxidative degradation. In the integrated kinetic and genetic part of the study, energy metabolism in neurons and astrocytes were analyzed whether the ANLSH model can provide an advantage to either cell type in terms of supplying the energy demand. This experimentation-supported in silico modeling results showed that under both normoxic and hypoxic conditions in a given time period ANLSH model does indeed provide the neuron with more ATP than in the classical view. In the thermodynamic part of the study, exergy analysis was applied from the perspective of a neuron, and exergetic efficiency of ATP production in the neuron is assessed with two competing models (classical and ANLSH), seperately. Therefore, it is predicted that the ANLSH model is energetically more favorable to the neuron. Also, unsteady exergy loss of neuron under dynamic stress conditions (normoxic, hypoxic, glucose starvation and excess glucose concentration) was analyzed. According to the analysis result, it is emphasized that not only the work potential, but also the rate of exergy loss of the cell is highest under excess glucose concentration and lowest under glucose starvation condition.
Benzer Tezler
- Fischer-tropsch ile hafif olefin üretimi prosesi için kinetik modelleme ve optimizasyon çalışması
Kinetic modeling and optimization study for light olefin production process with fischer-tropsch
SELİN ERTUNAN GÜMÜŞBOĞA
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Integrated computational and experimental studies of microalgal lipids production
Birleştirilmiş deneysel ve programsal, mikroalglerden biodizel ve kimyasal üretimi çalışması
MESUT BEKİROĞULLARI
Doktora
İngilizce
2017
Kimya MühendisliğiThe University of ManchesterKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CONSTANTINOS THEODOROPOULOS
- Computer sımulation of replication potential of cells via MAPK pathway
MAPK yolu vasıtası ile hücre üreme potansiyelinin bilgisayar simulasyonu
İZZET ÖNEY
- Omic analyses of stress-resistant Saccharomyces cerevisiae
Strese dirençli Saccharomyces cerevisiae'nin omik analizleri
ENES FAHRİ TEZCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEYNEP PETEK ÇAKAR
PROF. DR. ŞEFİKA KUTLU ÜLGEN
- Bazı yeni benzotiyofen türevlerinin anti-kolinesteraz aktivitelerinin belirlenmesi
Determination of anti-cholinesterase activities of some new benzothiophene derivatives
ÖZNUR YALMAÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyokimyaVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CAN YILMAZ