Ο εγκέφαλος έχει υψηλή ζήτηση ενέργειας και αντιδρά πολύ ευαίσθητα στην έλλειψη οξυγόνου. Οι νευροβιολόγοι LMU πέτυχαν τώρα για πρώτη φορά να συσχετίζουν άμεσα την κατανάλωση οξυγόνου με τη δραστηριότητα ορισμένων νευρικών κυττάρων.
Ο εγκέφαλος απαιτεί δυσανάλογη ποσότητα ενέργειας σε σύγκριση με τη σωματική του μάζα. Αυτή η ενέργεια παράγεται κυρίως από αερόβιες μεταβολικές διεργασίες που καταναλώνουν σημαντικές ποσότητες οξυγόνου . Επομένως, οι συγκεντρώσεις οξυγόνου στον εγκέφαλο είναι μια σημαντική παράμετρος που επηρεάζει τη λειτουργία των νευρικών κυττάρων και των γλοιακών κυττάρων. Ωστόσο, πόση ποσότητα οξυγόνου καταναλώνεται στον εγκέφαλο και πώς σχετίζεται με τη νευρωνική δραστηριότητα ήταν μέχρι στιγμής άγνωστη. Οι νευροβιολόγοι LMU Hans Straka, Suzan Özugur και Lars Kunz κατάφεραν τώρα για πρώτη φορά να μετρήσουν άμεσα αυτό στον άθικτο εγκέφαλο και να το συσχετίσουν με τη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων. Οι επιστήμονες αναφέρουν τα αποτελέσματά τους στο περιοδικό BMC Biology .
Σε ένα ήδη καθιερωμένο ζωικό μοντέλο οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ηλεκτροχημικούς αισθητήρες για να προσδιορίσουν τη συγκέντρωση του οξυγόνου στον εγκέφαλο και σε μία από τις κοιλίες του εγκεφάλου. Ήταν σε θέση να ελέγχουν ειδικά την ποσότητα οξυγόνου που διατίθεται στον εγκέφαλο καθώς επίσης να αναστέλλουν τη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων με τη βοήθεια φαρμακολογικών ουσιών. Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα των νευρικών κυττάρων που ελέγχουν τις κινήσεις των ματιών, οι επιστήμονες κατάφεραν να καταγράψουν άμεσα τη σχέση μεταξύ της κατανάλωσης οξυγόνου και της δραστηριότητας των νευρικών κυττάρων.
“Διαπιστώσαμε ότι ο εγκέφαλος είναι ανοξικός σε ένα κανονικό περιβάλλον κορεσμένο με αέρα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να μετρηθεί οξυγόνο”, λέει ο Στράκα. Επομένως, το πλήρες οξυγόνο χρησιμοποιήθηκε αμέσως από τα κύτταρα για να συνθέσει πλούσιες σε ενέργεια ουσίες. Εάν υπήρχε περισσότερο από δύο φορές η συγκέντρωση οξυγόνου στην ατμόσφαιρα, ο ενεργειακός μεταβολισμός ήταν κορεσμένος και το οξυγόνο υπήρχε άφθονα στον εγκέφαλο.
«Καταφέραμε επίσης να δείξουμε ότι κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας μόνο το 50% περίπου του οξυγόνου χρησιμοποιείται για τη δραστηριότητα των νευρικών κυττάρων», λέει ο Στράκα. “Άρα το υπόλοιπο 50% απαιτείται για τα γλοιακά κύτταρα και για τη διατήρηση του βασικού μεταβολικού ρυθμού των νευρικών κυττάρων. Ωστόσο, τα νευρικά κύτταρα με αυξημένη δραστηριότητα καταναλώνουν περισσότερο οξυγόνο.”
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις
Ακολουθήστε το healthweb.gr στο κανάλι μας στο YouTube
