Advertencia: Esta página es una traducción de esta página originalmente en inglés. Tenga en cuenta ya que las traducciones son generadas por máquinas, no que todos traducción será perfecto. Este sitio Web y sus páginas están destinadas a leerse en inglés. Cualquier traducción de este sitio Web y su páginas Web puede ser imprecisa e inexacta en su totalidad o en parte. Esta traducción se proporciona como una conveniencia.

Una explosión de la energía del cerebro depende más de un ciclo molecular único que en la variación del flujo de sangre

Un misterio centenario está ocurriendo en su cabeza mientras que usted lee estas palabras. Los vasos sanguíneos en regiones de su cerebro son el ensanchar, bañando las células en un flujo de sangre creciente.

Los científicos han sabido por más de 100 años que ocurren estos cambios cuando las áreas del cerebro se activan o cuando cualquier célula, tal como un músculo implicado en una rutina del ejercicio, aumentan su carga de trabajo. Asumieron una vez que el cambio ocurre para suministrar las células más de la glucosa y el oxígeno ese ellas necesitó aprovisionar de combustible su carga de trabajo creciente. Gracias en gran parte a investigadores en la universidad de Washington en St. Louis, aunque, que ha desaparecido la vieja explicación.

La izquierda en su lugar es un rompecabezas: ¿Si el flujo de sangre creciente no es necesario suministrar las células más combustible, después qué está ofreciendo exactamente? Los investigadores José Williamson y la marca Mintun no tienen la respuesta completa todavía, sino que con un par de papeles publicados a principios de año en los procedimientos de la National Academy of Sciences (PNAS), movieron a la comunidad científica un paso importante más cercano a él.

Williamson y Mintun han encontrado la respuesta a una pregunta estrechamente vinculada: ¿Cómo se accionan los aumentos del flujo de sangre? Estudie los resultados denunciados en eslabón de PNAS los aumentos a una molécula que ocupe un sitio único y central en la producción energética celular.

Los investigadores esperan aplicar los nuevos discernimientos para perfeccionar la proyección de imagen del cerebro en la acción y para limitar los efectos secundarios de la diabetes, pero sus conclusión también son probables tener ramificaciones que ondulen fuera mucho más alla de sus especialidades de la investigación. Saber el flujo de sangre creciente en el cerebro se activa podría ser relevante, por ejemplo, a la enfermedad de Alzheimer y al recorrido de comprensión y que controlaban.

Los investigadores de la universidad de Washington han sido líderes en el revelado de las técnicas de imágenes cerebrales funcionales, muchas cuyo el monitor cambia en niveles del flujo de sangre del cerebro. Primero comenzaron a volar la vieja explicación para el flujo de sangre creciente en 1988 observando más de cerca lo que reflejaron los cambios del flujo de sangre del cerebro.

“Mucho a nuestra gran sorpresa, qué observamos era que cuando el flujo de sangre subió en un área activa del cerebro, no lo hizo la cantidad de oxígeno que era utilizado,” dice a Marco E. Raichle, Doctor en Medicina, profesor de la radiología, neurología y de la anatomía y de la neurobiología.

Raichle y otros investigadores de la Facultad de Medicina confirmaron y desplegaron las conclusión durante varios años, mostrando que la activación del cerebro aumentó el flujo de sangre pero producida solamente un aumento moderado en uso del azúcar y un aumento muy pequeño en uso del oxígeno. “Qué permanecía todavía estaba la cuestión de cómo están los aumentos del flujo de sangre orquestrados y de porqué?” Llamadas de Raichle.

Las respuestas seguían siendo desalentador fuera del alcance hasta el patólogo José R. Williamson, Doctor en Medicina de la universidad de Washington, ahora retirado, suceso sobre la búsqueda en mediados de 1990 S. con el apoyo del St Louis - diabetes basada del kilo y asiento de investigación vascular y los institutos de salud nacionales, Williamson estudiaban los efectos perjudiciales de la diabetes, que, además de elevar niveles del azúcar, aumenta el flujo de sangre y daña los vasos sanguíneos en los nervios, el corazón, la retina y los riñones. Preguntándose si las conexiones pudieron existir entre los aumentos en el flujo de sangre traído conectado por la actividad cerebral y ésos accionados por la diabetes, Williamson encontró el estudio de Raichle 1988 y lo leyó. Pues él investigó el archivo científico más lejos, Williamson reconoció una semejanza entre las células musculares de trabajo y puso en peligro las células en gente con diabetes: ambos aumentos experimentados en la índice de dos formas de una composición en el metabolismo energético, dinucleótido de adenina de niconamida (NAD).

“Me golpeó que el NAD está colocado estratégico - incluso únicamente colocar-al flujo de sangre coordinado con metabolismo energético,” dice a Williamson.

Los bioquímicos que estudian la producción energética celular pusieron el NAD en el centro de un organigrama complejo conectando dos métodos diferentes de producir la energía esa las potencias la mayoría de las células. Para estos métodos, el NAD sirve como la onda portadora mayor de protones y de electrones.

La mayoría del NAD en la carrocería está en científicos oxidados de una forma se refiere como NAD+. Durante un método, la glicolisis, un proceso que produzca rápidamente energía del azúcar, de los electrones y de los protones se transfiere del azúcar a NAD+, cambiándolo a NADH (NAD+ más un protón y dos electrones).

“No sólo está la glicolisis dos veces tan rápidamente, él no requiere el oxígeno,” las notas de Williamson. “Es realmente vital para la supervivencia.”

Marque a A. Mintun, Doctor en Medicina, y el patólogo jubilado José R. Williamson, Doctor en Medicina, está estudiando el flujo de sangre en los cerebros de ratas y de seres humanos.

La glicolisis rápida depende de una índice inferior de NADH/NAD+. En células activadas y en las células en peligro por la diabetes, las moléculas del NADH aumentan, impulsando la índice de NADH/NAD+ hacia arriba. Williamson sospechó que la índice pudo ser cambios que controlaban en flujo de sangre.

Él pensó que él podría probar su teoría usando un eslabón de 50 años entre la índice de NADH/NAD+ y la índice de dos otra compone implicado en la producción energética, el lactato y el piruvato. Este eslabón era la herramienta que él necesitó poder alterar NADH/NAD+: inyecte el lactato o el piruvato, cambie la índice de NADH/NAD+, y vea si el flujo de sangre aumentó o disminuyó. Williamson tomó su idea a Raichle, que lo puso en contacto con Thomas A. Woolsey, Doctor en Medicina, profesor de la anatomía y neurobiología, biología celular y fisiología, y de cirugía neurológica. Woolsey, George H. y Ethel R. obispo Scholar en neurologías, habían ideado un modelo para estudiar las regiones del cerebro de la rata esa entrada sensorial de proceso de las barbas. Usando el modelo y las inyecciones del lactato y del piruvato, Williamson y Woolsey podían probar el eslabón entre la índice de NADH/NAD+ y los aumentos del flujo de sangre.

En un papel reciente, publicado en enero en PNAS, el grupo de Williamson confirmó el eslabón otra vez en los estudios de la retina de la rata y la región visual del cerebro de la rata. También determinaron un camino de la transmisión de señales en células que es accionado por altas índices de NADH/NAD+. El camino activa una reacción en cadena que recicle el NADH nuevamente dentro de NAD+ y también ascienda la producción de óxido nítrico, que dilata los vasos sanguíneos.

Williamson compartió los resultados acertados de los segundos experimentos de la rata con Raichle antes de la publicación, e hicieron la idea de probar los mismos principios en seres humanos irresistible para marcar a A. Mintun, Doctor en Medicina, profesor de la radiología y de la psiquiatría.

“Qué quisimos hacer debemos asegurarse de este fenómeno somos real relevantes al trabajo humano,” Mintun dice. “Hay muchas maneras de señales de la supervisión en el cerebro animal, pero no tenemos que muchas opciones en hacer experimentos humanos. Y hemos aprendido tan depender de esta señal creciente del flujo de sangre. Entonces llega a ser muy importante entender exactamente lo que representa esa señal. ” Andrei G. Vlassenko, Doctor en Medicina, doctorado, socio de investigación en ciencias radiológicas, desempeñó un papel determinante en el diseño y la puesta en vigor del estudio humano. Los científicos utilizaron un analizador del ANIMAL DOMÉSTICO para vigilar el flujo de sangre del cerebro en siete temas que cualquier cerrado sus aros durante las exploraciones o realizado una tarea visual, reparando su mirada en un retículo central inmóvil en una representación visual animada.

Vlassenko está satisfecho sin obstrucción con los resultados: sin inyecciones del lactato, el aumento del flujo de sangre a la corteza visual durante la tarea visual era el 19 por ciento; después de inyecciones del lactato, era el 26 por ciento. “Que no pudo parecer como mucho si usted considera estrictamente el avance, pero si usted observa el avance como porcentaje del nivel original de aumento, que es completo una mitad más,” Vlassenko dice.

El trabajo de continuación al estudio humano es el generar “magnífico” - observando datos, según Mintun. Él prevee que el nuevo descubrimiento genere una embestida de interés debido a su impacto potencial en científicos en todo el mundo usando cambios en flujo de sangre correlacionar la función del cerebro humano.

Williamson observa que mientras que él no va a conducto ninguna experimentos de la continuación por sí mismo, él proyecta utilizar los estudios de la retina y de los datos de la rata de otros experimentos de la jubilación anticipada para avance una nueva teoría que él tiene sobre cómo la diabetes daña tejidos.

Él piensa que el culpable puede ser metabolismo creciente de la glucosa a la fructosa, que también aumenta la índice de NADH/NAD+. Los colegas convincentemente en la investigación de la diabetes para hechar una ojeada a una mirada más atenta el mecanismo han sido una batalla ascendente; sin embargo, él es optimista que pues los investigadores entienden que la índice de NADH/NAD+ regula metabolismo energético de la función así como del vaso sanguíneo, ellos hecharán una ojeada a una mirada más atenta su papel en vasos sanguíneos y nervios perjudiciales en pacientes con diabetes.

“Hay suficiente información reciente ahora que soporta la importancia de este mecanismo que pienso que convencerán más personas de su significación en un futuro próximo,” él dice.