Мозг имеет высокий спрос на энергию и очень чувствительно реагирует на недостаток кислорода. Людвиг-Максимилианс-университет (ЛМУ) в Мюнхене нейробиологов удалось впервые непосредственно соотнося потребления кислорода с активностью определенных нервных клеток.
Мозг требует слишком много энергии по сравнению с его массой тела. Этой энергии формируются за счет аэробных метаболических процессов, которые потребляют значительное количество кислорода. Таким образом, концентрация кислорода в мозг-это важный параметр, который влияет на функцию нервных клеток и глиальных клеток. Однако, сколько кислорода расходуется в мозге и как это связано с нейрональной активности был до сих пор в значительной степени неизвестны. Нейробиологи ЛМУ Ганс Страка, Сюзан Özugur и Ларс Кунц удалось впервые непосредственно измерять это в целом мозге и соотнеся ее с деятельность нервных клеток. Ученые отчитаются о результатах работы в журнале БМК биологии.
В уже созданной модели на животных — головастики из когтистых Ксенопии лягушка laevis — ученые использовали электрохимические сенсоры для определения концентрации кислорода в мозг и в одном из желудочков мозга. Они были в состоянии непосредственно контролировать количество кислорода в мозг, а также подавляет деятельность нервных клеток с помощью фармакологических веществ. На примере нервных клеток, которые контролируют движения глаз, ученым удалось напрямую записывать взаимосвязь между потреблением кислорода и деятельность нервных клеток. «Мы обнаружили, что мозг является бескислородных в нормальном воздуха-насыщенной среды, а значит, без кислорода можно измерить», — говорит Страка. Таким образом, кислород был немедленно использован клетками для синтеза богатых энергией веществ. Если был доступен более чем в два раза концентрации атмосферного кислорода, энергетический обмен был насыщенным и кислород в больших количествах присутствует в мозге. «Нам также удалось показать, что при нормальной работе только около 50 процентов кислорода, который используется для деятельность нервных клеток», — говорит Страка. «Значит, другие 50 процентов необходимых для глиальных клеток и для поддержания базового метаболизма нервных клеток. Однако, нервные клетки с повышенной активностью, потребляют больше кислорода».
Для того чтобы лучше понять, как информация обрабатывается в головном мозге, знаний о взаимосвязи между наличием кислорода и активность мозга имеет важное значение. Результаты ученых дают начальное понимание этого и являются важной основой для дальнейших исследований энергетического баланса мозга в будущих экспериментах, а также для измерения потребления кислорода при различных нервных клеток. Это также может быть связан с медицинской точки зрения, например, чтобы лучше понять последствия недостатка кислорода в мозге или лучше интерпретировать информацию о активности мозга, полученную с методов визуализации.
История Источник:
Материалы , предоставляемые Людвиг-Максимилианс-университет Мюнхена. Примечание: материалы могут быть отредактированы для стиля и длины.