神经细胞对葡萄糖和乳酸的需求很大，需要它们来提供高能量。苏黎世大学的科学家们对于该理论又提供了新的支撑。他们在完整的小鼠大脑内首次展现了不同大脑细胞之间的乳酸交换作用。有了该研究，他们可以为20年前的假设提供了证明。

与其他器官相比，人类的大脑对能量的需求量更高。能量供给神经细胞以及乳酸的特殊作用已经被重点研究了很多年。1990年的一个理论，亦即两个细胞类型、星形胶质细胞以及神经元之间的密切合作是大脑能量代谢的基础。

星形胶质细胞产生乳酸，流向神经元从而为它们提供能量。由于一些实验技术的缺乏，现在仍不清楚星形胶质细胞与神经元之间是否存在着乳酸的交换作用。药理学及毒理学研究所的Bruno Weber教授如今发现，在星形胶质细胞与神经元之间有着显著的浓度梯度。

乳酸的运输是由浓度决定

乳酸进出细胞是由浓度来决定，并且通过特定的乳酸载体（被称为单羧酸转运蛋白，MCT）来调节。还有一种特殊的转运蛋白，被称为转运加速器。“MCTs就像商场里的旋转门，当很多人进入时就会旋转得比较频繁。”Bruno Weber教授解释道。研究人员利用这个特性，并且对这个“旋转门”进行了加速。通过增加胞内丙酮酸盐的浓度，刺激了乳酸向外的转运。有趣的是，乳酸的浓度只在星状胶质细胞发生了改变，而在神经元中并没有变化。基于该发现，从几个控制实验中确定了星状胶质细胞与神经元之间乳酸梯度的关系。“由于MCTs对乳酸的转运是一种被动运输，例如浓度差是乳酸运输通量的一个必要条件。”Bruno Weber说道。

科学家们利用一种新的荧光蛋白结合在乳酸上，从而改变荧光分子释放的光子量。通过这个方法，他们可以在单个细胞中测定乳酸的浓度。“我们在被麻醉的小鼠的星形胶质细胞及神经元中插入了乳酸感应器，通过特殊的双光子显微镜来测定了荧光的变化。”Bruno Weber说道。

关于乳酸的神经代谢理论研究持续了20多年，如今科学家们为证明该假说又迈进了一大步。Bruno Weber称：“许多大脑疾病均与代谢障碍有着很大的联系。这凸显了在细胞水平理解大脑代谢的过程，又积累了一部分重要的知识。”