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Les niveaux intracellulaires d'ATP dans les neurones corticaux varient avec des conditions de sommeil-sillage, expositions d'étude des animaux

On le suppose que le cerveau a les mécanismes homéostatiques pour éviter l'épuisement de l'énergie cellulaire, exigé pour toutes les activités cellulaires. Par exemple, les augmentations de flux sanguin, et l'oxygène et le glucose sont activement livrés en région du cerveau en laquelle l'activité neurale d'allumage se produit.

En outre, le flux sanguin cérébral et la prise de glucose dans les cellules flottent accompagnant les variations des activités cellulaires dans le cerveau en travers des conditions de sommeil-sillage des animaux. Sous ces mécanismes homéostatiques d'énergie de cerveau, on le suppose que l'état d'énergie cellulaire dans le cerveau pourrait être constante mise à jour en toutes les conditions physiologiques comprenant en travers des conditions de sommeil-sillage des animaux. Cependant, ce n'a pas été expérimental prouvé.

Pour vérifier si l'état d'énergie cellulaire dans le cerveau des animaux vivants est toujours continuel ou variated, les chercheurs ont mesuré la concentration intracellulaire neuronale de l'adénosine 5' - triphosphate (ATP), la métabolite principale d'énergie cellulaire, utilisant un détecteur fluorescent dans le cerveau des souris vivantes. Utilisant une microscopie de fibre optique et de large-inducteur, ils ont montré une variation de la taille du cortex des niveaux cytosoliques d'ATP dans les neurones corticaux selon les conditions de sommeil-sillage des animaux : Les niveaux d'ATP étaient élevés pendant la condition de réveil, ont diminué pendant le sommeil non-REM, et ont profondément diminué pendant le sommeil de rem.

D'autre part, le flux sanguin cérébral, à mesure qu'un paramètre métabolique pour l'approvisionnement énergétique, a légèrement augmenté pendant le sommeil non-REM et a grand augmenté pendant le sommeil de rem, avec la condition de réveil. On a également observé la réduction des niveaux neuronaux d'ATP sous l'anesthésie générale des souris et la réaction à l'électrostimulation locale de cerveau pour l'activation neuronale, alors que l'hémodynamique était simultanément améliorée.

Depuis l'ATP neuronal les niveaux augmentent dans tout le cortex dans la condition de réveil, qui est quand la demande énergétique cellulaire augmente, des mécanismes de cerveau pour la modulation d'énergie pourraient augmenter les niveaux neuronaux d'ATP d'une façon de la taille du cortex en réponse au passage de sommeil-à-sillage des animaux. En attendant, la réduction grande de niveaux neuronaux d'ATP pendant le sommeil de rem en dépit d'une augmentation simultanée d'hémodynamique cérébrale pour l'approvisionnement énergétique propose la balance énergétique négative dans des neurones, qui pourraient être dus à la promotion de sommeil-détail de rem des activités consommatrices d'énergie telles que la production de chaleur.

On s'attend à ce que la réduction significative des niveaux d'ATP dans les neurones corticaux pendant le sommeil de rem emploie comme biomarqueur nouveau de sommeil de rem. Éventuellement, le métabolisme énergétique cérébral peut toujours ne pas satisfaire des demandes énergétiques neuronales, par conséquent ayant pour résultat des variations physiologiques des niveaux intracellulaires d'ATP dans des neurones.

Source:
Journal reference:

Natsubori, A., et al. (2020) Intracellular ATP levels in mouse cortical excitatory neurons varies with sleep–wake states. Communications Biology. doi.org/10.1038/s42003-020-01215-6.