Мозъкът има голямо търсене на енергия и реагира много чувствително на недостиг на кислород. В този смисъл невробиолозите от Университета на Лудвиг Максимилианс в Мучич постигат за първи път директно корелират консумацията на кислород с активността на определени нервни клетки.

новини

Мозъкът се нуждае от непропорционално много енергия в сравнение с телесната си маса. Тази енергия се генерира главно, чрез аеробни метаболитни процеси, които консумират значителни количества кислород. Следователно концентрациите на кислород в мозъка са важен параметър, който влияе върху функцията на нервните клетки и глиалните клетки.

въпреки това, колко кислород се консумира в мозъка и как това е свързано с невронната активност, досега беше до голяма степен неизвестно. Невробиолозите Ханс Страка, Сузан Озугур и Ларс Кунц успяха да измерят това за първи път в непокътнатия мозък и да го съотнесат с активността на нервните клетки. Изследването е публикувано в списанието BMC Biology.

В утвърден животински модел учените са използвали електрохимични сензори за определяне на концентрацията на кислород в мозъка на папаголите на нокътната жаба Xenopus laevis и в една от мозъчните вентрикули.

По този начин те биха могли специално контролират количеството кислород, достъпно за мозъка, както и инхибират активността на нервните клетки с помощта на фармакологични вещества. За целта те използваха примера на нервни клетки, които контролират движенията на очите и по този начин учените успяха директно да запишат връзката между консумацията на кислород и активността на нервните клетки.

„Открихме, че мозъкът е аноксичен в нормална среда, наситена с въздух, което означава, че не можете да измервате кислорода“, казва Страка. Следователно пълният кислород веднага се използва от клетките за синтезиране на богати на енергия вещества.

Ако концентрацията на кислород в атмосферата беше повече от два пъти, енергийният метаболизъм беше наситен и кислородът беше в изобилие в мозъка. „Също така успяхме да покажем, че по време на нормална работа само около 50% кислород се използва за активността на нервните клетки. Следователно, останалите 50% са необходими за глиалните клетки и за поддържане на основната скорост на метаболизма на нервните клетки. По-активните нервни клетки обаче консумират повече кислород ”, обяснява Страка.

За да разберете по-добре как се обработва информацията в мозъка, е от съществено значение да знаете връзката между наличността на кислород и мозъчната активност. Резултатите на учените дават първоначална представа за това и са важна основа за бъдещи изследвания на енергийния баланс на мозъка в бъдещи експерименти, но също така и за измерване на консумацията на кислород за различни функции на нервните клетки.

Това може да бъде от значение и от медицинска гледна точка, например за да разберат последиците от недостига на кислород в мозъка или за по-добра интерпретация на информацията за мозъчната активност, получена с образни техники.