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. RÉSUMÉ Aspects du métabolisme des hydrates de carbone dans le cerveau en développement Cet article envisage le métabolisme des hydrates de carbone dans le cerveau en développement, en particulier la proportion de glucose métabolisé par la voie des pentoses phosphate. Quoique fiable en quantité cette fraction joue un rǒle vital dans certains aspects de la fonction cérébrale. Des signes manifestes sont donnés du fait que la voie pentose phosphate caractérise différentes fonctions au cours du développement cérébral à travers les étapes de croissance et la myélinisation jusqu'à la compétence neurologique complète. Les aspects généraux considérés concernent les modifications d'organisation des enzymes cérébraux durant le développement, le flux de glucose au travers des différentes voies métaboliques dans le développement cérébral, la signification fonctionnelle de la voie pentose phosphate et l'association régionale et fonctionnelle de l'activité de la voie pentose phosphate et de la détoxication des amines biogéniques. ZUSAMMENFASSUNG Kohlehydratstoffwechsel und Hirnentwicklung Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem Kohlehydratstoffwechsel bei der Hirnentwicklung, insbesondere mit dem Anteil der Glukose, die über den Pentosephosphatcyclus meta‐bolisiert wird. Obwohl es sich dabei nur urn einen geringen Anteil handelt, spielt diese Fraktion in einiger Hinsicht eine vitale Rolle für die Hirnfunktion. Es gibt Hinweise dafür, daß der Pentose‐phosphatcyclus für verschiedene Funktionen wichtig ist, so für die einzelnen Stufen der Hirnentwicklung Wachstum, Myelinisation bis zur vollen neurolo‐gischen Ausreifung. Folgende Aspekte werden berücksichtigt: die während der Hirnentwicklung wechselden Hirnenzyme, der Glukoseabbau über andere Cyclen des Glukosestoff‐wechsels bei der Hirnentwicklung, die funktionelle Bedeutung des Pentosephosphatcyclus und die regionale und funktionelle Beziehung zwischen der Aktivität des Pentosephosphatcyclus und der Entgiftung biogener Amine. RESUMEN Aspectos del metabolismo de los hidratos de carbono en el cerebro en desarrollo Esta revisión considera el metabolismo de los hidratos de carbono en el cerebro en desarrollo, en particular la proporción de glucosa metabolizada por vía de la fosfato‐pentosa. Aunque pequeña en cantidad, esta fracción juega un papel vital en algunos aspectos de la función del cerebro. Se presenta evidencia de que la vía de la fosfato‐pentosa sirve diferentes funciones a medida que el cerebro en desarrollo progresa a través de los estadios de crecimiento y mielinización hacia una competencia neurológica completa. Los aspectos generates considerados son los esquemas de cambios de los enzimas cerebrales durante el desarrollo, el flujo de glucosa a través de las vías alternativas del metabolismo de la glucosa en el cerebro en desarrollo, la significación funcional de la vía de la fosfato‐pentosa y la asociación regional y funcional de la actividad de la vía de la fosfato‐pentosa y de la desintoxicación de aminas biógenas.