Aspects of Carbohydrate Metabolism in Developing Brain

SUMMARY This review considers carbohydrate metabolism in the developing brain, in particular the proportion of glucose metabolized via the pentose phosphate pathway. Although small in amount, this fraction serves a vital role in some aspects of brain function. Evidence is presented that the pentose phosphate pathway subserves different functions as the developing brain progresses through the stages of growth and myelination to full neurological competence. The general aspects considered are the changing patterns of brain enzymes during development; the flux of glucose through the alternative pathways of glucose metabolism in the developing brain; the functional significance of the pentose phosphate pathway; and the regional and functional association of the pentose phosphate pathway activity and the detoxication of biogenic amines. RESUME Aspects du metabolisme des hydrates de carbone dans le cerveau en developpement Cet article envisage le metabolisme des hydrates de carbone dans le cerveau en developpement, en particulier la proportion de glucose metabolise par la voie des pentoses phosphate. Quoique fiable en quantite cette fraction joue un role vital dans certains aspects de la fonction cerebrale. Des signes manifestes sont donnes du fait que la voie pentose phosphate caracterise differentes fonctions au cours du developpement cerebral a travers les etapes de croissance et la myelinisation jusqu'a la competence neurologique complete. Les aspects generaux consideres concernent les modifications d'organisation des enzymes cerebraux durant le developpement, le flux de glucose au travers des differentes voies metaboliques dans le developpement cerebral, la signification fonctionnelle de la voie pentose phosphate et l'association regionale et fonctionnelle de l'activite de la voie pentose phosphate et de la detoxication des amines biogeniques. ZUSAMMENFASSUNG Kohlehydratstoffwechsel und Hirnentwicklung Dieser Artikel beschaftigt sich mit dem Kohlehydratstoffwechsel bei der Hirnentwicklung, insbesondere mit dem Anteil der Glukose, die uber den Pentosephosphatcyclus meta-bolisiert wird. Obwohl es sich dabei nur urn einen geringen Anteil handelt, spielt diese Fraktion in einiger Hinsicht eine vitale Rolle fur die Hirnfunktion. Es gibt Hinweise dafur, das der Pentose-phosphatcyclus fur verschiedene Funktionen wichtig ist, so fur die einzelnen Stufen der Hirnentwicklung Wachstum, Myelinisation bis zur vollen neurolo-gischen Ausreifung. Folgende Aspekte werden berucksichtigt: die wahrend der Hirnentwicklung wechselden Hirnenzyme, der Glukoseabbau uber andere Cyclen des Glukosestoff-wechsels bei der Hirnentwicklung, die funktionelle Bedeutung des Pentosephosphatcyclus und die regionale und funktionelle Beziehung zwischen der Aktivitat des Pentosephosphatcyclus und der Entgiftung biogener Amine. RESUMEN Aspectos del metabolismo de los hidratos de carbono en el cerebro en desarrollo Esta revision considera el metabolismo de los hidratos de carbono en el cerebro en desarrollo, en particular la proporcion de glucosa metabolizada por via de la fosfato-pentosa. Aunque pequena en cantidad, esta fraccion juega un papel vital en algunos aspectos de la funcion del cerebro. Se presenta evidencia de que la via de la fosfato-pentosa sirve diferentes funciones a medida que el cerebro en desarrollo progresa a traves de los estadios de crecimiento y mielinizacion hacia una competencia neurologica completa. Los aspectos generates considerados son los esquemas de cambios de los enzimas cerebrales durante el desarrollo, el flujo de glucosa a traves de las vias alternativas del metabolismo de la glucosa en el cerebro en desarrollo, la significacion funcional de la via de la fosfato-pentosa y la asociacion regional y funcional de la actividad de la via de la fosfato-pentosa y de la desintoxicacion de aminas biogenas.