Ученые определили, сколько кислорода нужно мозгу

Ученые определили, сколько кислорода нужно мозгу

Мозг имеет высокую потребность в энергии и очень чувствительно реагирует на дефицит кислорода. Нейробиологам LMU впервые удалось напрямую связать потребление кислорода с активностью определенных нервных клеток. Исследование опубликовано в журнале BMC Biology.

Мозг требует непропорционального количества энергии по сравнению с массой тела. Эта энергия в основном генерируется аэробными метаболическими процессами, которые потребляют значительное количество кислорода. Поэтому концентрации кислорода в мозге являются важным параметром, который влияет на функцию нервных клеток и глиальных клеток. Тем не менее, сколько кислорода потребляется в мозге и как это связано с нейрональной активностью, до сих пор в значительной степени неизвестно. 

Нейробиологи LMU Ханс Страка, Сьюзан Озугур и Ларс Кунц впервые смогли прямо измерить это в неповрежденном мозге и соотнести его с активностью нервных клеток. 

Эксперимент

В уже установленной модели на животных - головастиках лягушек-когтистых Xenopus laevis - ученые использовали электрохимические сенсоры для определения концентрации кислорода в мозге и в одном из желудочков мозга. Они смогли специфически контролировать количество кислорода, доступного для мозга, а также ингибировать активность нервных клеток с помощью фармакологических веществ. 

"Мы обнаружили, что мозг является нормальным в нормальной среде, насыщенной воздухом, что означает, что кислород не может быть измерен. Таким образом, полный кислород немедленно использовался клетками для синтеза богатых энергией веществ. Если было доступно более чем вдвое больше концентрации кислорода в атмосфере, энергетический обмен был насыщенным, и в мозге в избытке присутствовал кислород".

Это также может иметь значение с медицинской точки зрения, например, для лучшего понимания последствий дефицита кислорода в мозге или для лучшей интерпретации информации об активности мозга, полученной с помощью методов визуализации.

Следите за актуальными новостями о коронавирусе на Медикфорум в режиме онлайн.