あなたがこれらの単語を読むように世紀の古い謎が頭の中で行われている。あなたの脳の領域の血管は、血流増加に細胞を浸して、拡大している。
科学者は脳の領域が活性化されるとき、またはそのようなルーチン運動に関わる筋肉などの細胞が、、そのワークロードを増加させる際にこれらの変更が行われることを100年以上のために知られている。彼らはかつての変化が彼らの作業負荷の増加に燃料を供給するために必要なブドウ糖や酸素のより多くの細胞を供給するために起こると仮定。の研究者に大部分のおかげで、セントルイスのワシントン大学は 、しかし、その古い説明が離れて下落している。
その場所に残っていることはパズルです：血流増加は、正確にそれが提供しているものをし、より多くの燃料で細胞を供給するために必要されていない場合は？研究者ジョセフウィリアムソンとマークMintunはまだ完全な答えを持っていないが、 全米科学アカデミー（PNAS）の文集で今年初め発表された論文のペアで、彼らはそれへの大きな一歩近づく科学界を動かした。
ウィリアムソンとMintunは密接に関連した質問に対する答えを発見した ：どのように血流が引き起こさ増加している？ PNASに報告された研究結果は、細胞のエネルギー生産のユニークな、中央スポットを占有分子に増加してリンクします。
調査官は、動作中の脳のイメージングを向上させると糖尿病の副作用を制限するために新たな洞察を適用することを望むが、彼らの発見はまた、リップルをはるかに彼らの研究の専門分野を超えて波及効果を持っている可能性があります。脳内の血流増加をアクティブにする方法を知ることがアルツハイマー病と脳卒中を理解し制御するために、例えば、関連するかもしれない。
ワシントン大学の研究者は脳機能イメージング技術の開発でリーダーをされている、その多くは、脳の血流レベルの変化を監視します。彼らは最初に脳の血流の変化が反映さ何をもっとよく見て、1988年の血流増加のための古くからの解釈を打倒するために始めた。
"多くは我々が観察したものを我々の偉大な驚き、には、血流は脳のアクティブな領域にまで来たときに、使用されている酸素の量がないということでした、"マーカスE. Raichle、MD、放射線科教授、神経学は言うと解剖学、神経生物学。
その脳の活性化を示す、数年間の調査結果を確認し、拡大医学研究者のRaichleと他の学校では、血流を増加したが、唯一の砂糖の使用が緩やかに増加し、酸素の使用に非常に小さい増加を作り出した。 "残ったものはまだ血流の増加は、オーケストレーションとその理由しているかという問題だったのですか？"Raichleは振り返ります。
答えは、ワシントン大学病理学者ジョセフR.ウィリアムソン、1990年代半ばに検索に起こった現在は引退MD、、までは圧倒されるほど手の届かない残った。セントルイスベースキロ糖尿病と心血管研究財団と国立衛生研究所の支援を受けて、ウィリアムソンは、糖尿病の有害な効果を研究している、血糖値を高めることに加えて、増加する血流と内の血管に害を与えるていた神経、心臓、網膜、腎臓。接続が脳の活動によってもたらされた血流の増加と糖尿病によって引き起こされるそれらの間に存在する可能性がある場合疑問に、ウィリアムソンはRaichleの1988年の研究を発見し、それをお読みください。 2つのエネルギー代謝における化合物の形態、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）の比率の両方で経験豊富な増加：彼はさらに科学的記録を調べたとして、ウィリアムソンは、糖尿病を持つ人々の働く筋細胞と絶滅の危機にある細胞間の類似性を認識した。
"それはNADが戦略的に配置されていることを私を襲った - であっても一意に置か-へのエネルギー代謝と血流を調整する、"ウィリアムソン氏は述べています。
細胞のエネルギー生産を研究する生化学の電源がほとんどの細胞がそのエネルギーを生産する二つの異なる方法を結ぶ複雑なフローチャートの中心にNADを置く。これらのメソッドの場合、NADは、陽子と電子の主要なキャリアとして機能します。
体の中で最もNADは酸化型の科学者は、NAD +と呼んでいます。一つの方法、解糖、急速に砂糖からエネルギーを作り出すプロセス中に、電子とプロトンはNADH（NAD +プラス陽子と二つの電子）に変更することを、砂糖からNAD +に転送されます。
ウィリアムソンノート"だけでなく、解糖は2倍の速さです、それは酸素を必要としない"。 "それは生存のために本当に必要不可欠です。"
マークA. Mintun、MD、そして引退した病理学者ジョセフR.ウィリアムソン、MDは、ラットとヒトの両方の脳内の血流を研究しています。
迅速な解糖系はNADH / NAD +の低い比率に依存する。活性化した細胞や糖尿病で絶滅の危機に瀕し細胞内で、NADHの増加の分子、NADH / NAD +比を押し上げ。ウィリアムソンは、比率が血流の変化を制御される可能性が疑われる。
彼はNADH / NAD +比とエネルギー生産、乳酸およびピルビン酸に関与する2つの他の化合物の比率の間に50歳のリンクを使用して、彼の理論をテストすると考えていた。このリンクは、彼はNADH / NAD +を変更できるようにするために必要なツールでした：、乳酸やピルビン酸を注入するNADH / NAD +比を変更し、血流が増加またはdecreased.Williamsonがタッチで彼を置いたRaichle、彼の考えを取ったかどうかを確認してくださいトーマスA.ウルジー、MD、解剖学、神経生物学の教授、細胞生物学や生理学、神経外科の。ウルジー、ジョージH.と神経科学のエセルR.ビショップScholarでは、ひげからプロセス感覚入力というラットの脳の領域を研究するためのモデルを考案した。モデルと乳酸とピルビン酸の注射を使用して、ウィリアムソンとウルジーは、NADH / NAD +比と血流の増加の間のリンクを証明することができた。