Oligodendrocyte–axon metabolic coupling is mediated by extracellular K+ and maintains axonal health

Título traducido de la contribución: El acoplamiento metabólico entre axones y oligodendrocitos es mediado por el K+ extracelular y mantiene la salud axonal

Zainab Faik, Henri S. Zanker, Ramona B. Jung, Hauke B. Werner, Torben Ruhwedel, Wiebke Möbius, Dwight E. Bergles, L. Felipe Barros, Klaus Armin Nave, Bruno Weber, Aiman S. Saab*

*Autor correspondiente de este trabajo

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Resumen

The integrity of myelinated axons relies on homeostatic support from oligodendrocytes (OLs). To determine how OLs detect axonal spiking and how rapid axon–OL metabolic coupling is regulated in the white matter, we studied activity-dependent calcium (Ca2+) and metabolite fluxes in the mouse optic nerve. We show that fast axonal spiking triggers Ca2+ signaling and glycolysis in OLs. OLs detect axonal activity through increases in extracellular potassium (K+) concentrations and activation of Kir4.1 channels, thereby regulating metabolite supply to axons. Both pharmacological inhibition and OL-specific inactivation of Kir4.1 reduce the activity-induced axonal lactate surge. Mice lacking oligodendroglial Kir4.1 exhibit lower resting lactate levels and altered glucose metabolism in axons. These early deficits in axonal energy metabolism are associated with late-onset axonopathy. Our findings reveal that OLs detect fast axonal spiking through K+ signaling, making acute metabolic coupling possible and adjusting the axon–OL metabolic unit to promote axonal health.
Título traducido de la contribuciónEl acoplamiento metabólico entre axones y oligodendrocitos es mediado por el K+ extracelular y mantiene la salud axonal
Idioma originalInglés
Número de artículo10.1038/s41593-023-01558-3
Páginas (desde-hasta)433-448
Número de páginas16
PublicaciónNature Neuroscience
Volumen27
N.º3
DOI
EstadoPublicada - 2024

Nota bibliográfica

Publisher Copyright:
© The Author(s) 2024.

Áreas temáticas de ASJC Scopus

  • Neurociencias General
  • Bioquímica, genética y biología molecular (todo)
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