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L'étude indique le rôle du calcium en dirigeant le flux sanguin dans le cerveau

À la différence du reste du corps, il n'y a pas assez d'immeubles dans le cerveau pour l'énergie enregistrée. Au lieu de cela, le cerveau se fonde sur les centaines de milles de vaisseaux sanguins dans lui pour accepter l'énergie fraîche par l'intermédiaire du sang. Cependant, comment le cerveau exprime un besoin de plus d'énergie pendant l'activité accrue et dirige alors son approvisionnement en sang vers les points chauds spécifiques était, jusqu'ici, mal compris.

Maintenant, l'École de Médecine d'Université du Maryland et l'université des chercheurs du Vermont ont montré comment le cerveau communique dans des vaisseaux sanguins quand nécessitant l'énergie, et comment ces vaisseaux sanguins répondent en détendant ou en resserrant au flux sanguin direct aux régions du cerveau spécifiques.

En leur papier neuf, publié le 21 juillet dans des avances de la Science, les chercheurs dites que cela comment que le cerveau dirige l'énergie de compréhension à elle-même dans le petit groupe compliqué peut aider à déterminer ce qui va mal en conditions comme la maladie d'Alzheimer et la démence, où le flux sanguin défectueux est un facteur prédictif pour le handicap cognitif. Si le cerveau n'obtient pas le sang à où il a besoin de lui quand il a besoin de lui, les neurones deviennent chargés, et au fil du temps ils détériorent mener éventuel aux problèmes cognitifs de déclin et de mémoire.

Les grandes artères alimentent les récipients moyens connus sous le nom d'artérioles qui alimentent alors encore des capillaires plus minuscules ; si petit que seulement un globule sanguin unique peut réussir immédiatement. Dans un papier 2017 de neurologie de nature, les chercheurs ont prouvé que les pouls électriques courant par les capillaires dirigent le flux sanguin des artérioles moyennes fournissant de grandes régions du cerveau. Pour ce papier en retard, l'équipe a voulu étudier le réglage fin du sang pendant qu'il traverse les capillaires pour régler avec précision l'approvisionnement énergétique aux régions minuscules dans le cerveau.

Il semble y avoir deux mécanismes fonctionnant en tandem pour s'assurer que l'énergie sous forme de sang l'effectue aux régions spécifiques du cerveau : un grand et l'autre précis. Le premier mécanisme électrique est comme une approche de marteau de forgeron pour obtenir plus de sang à la proximité générale de l'activité cérébrale accrue en réglant les artérioles moyennes, et alors les signes capillaires de calcium s'assurent que le réglage fin exquis pour s'assurer le sang arrive exact à la bonne place au bon moment par les capillaires minuscules. »

Thomas Longden, Ph.D., professeur adjoint de la physiologie, École de Médecine d'Université du Maryland

Le M. Longden et ses collaborateurs a employé une protéine qui émet la lumière verte quand le calcium augmente dans la cellule. En raison des efforts de l'équipe de Michael Kotlikoff à l'Université de Cornell, ils pouvaient tourner cet outil en circuit dans les cellules rayant des vaisseaux sanguins de souris. Les chercheurs ont alors examiné par de petits hublots dans les cerveaux de ces souris pour vérifier le rôle du calcium en flux sanguin de réglage dans les capillaires du cerveau. Quand les cellules rayant les vaisseaux sanguins ont reçu un afflux de calcium, elles ont rougeoyé vertes. Elles ont trouvé 5.000 signes de calcium par seconde dans les capillaires dans la partie minuscule de cerveau visible par l'hublot, qui s'élève environ à 1.000.000 de ces réactions chaque seconde dans le système du vaisseau sanguin du cerveau entier.

« Jusqu'à ce que nous avons déployé cette technologie neuve, il y avait ce monde complètement invisible de la signalisation de calcium dans le cerveau caché de la vue, et maintenant nous pouvons voir une tonne d'activité dans les vaisseaux sanguins de cerveaux - ils allument continuellement, » dit M. Longden.

Le M. Longden et l'équipe de recherche a alors disséqué le mécanisme cellulaire compliqué derrière le rôle du calcium en dirigeant la succursale-par-succursale de sang par les récipients minuscules du cerveau. Ils ont trouvé cela quand les neurones allument les signes électriques, ils entraînent une augmentation en calcium dans les cellules rayant les vaisseaux sanguins. Alors les enzymes trouvent ce calcium et dirigent les cellules préparer l'oxyde nitrique. L'oxyde nitrique est une hormone (et un gaz) ces les cellules comme un muscle de causes autour des vaisseaux sanguins à détendre, qui élargit alors les récipients permettant à plus de sang d'entrer.

Des « capillaires ont été traditionnellement pensés en tant que conduits simples pour des hématies, et le barrage entre le sang et le cerveau, » dit le repère d'auteur de Co-sénior T. Nelson, PhD, l'université du Vermont a discerné le professeur et la présidence de la pharmacologie. « Ici, nous avons indiqué un univers inconnu de la signalisation de calcium dans les capillaires, et tout comme des feux de signalisation, ces signes de calcium dirigent les éléments nutritifs indispensables vers les neurones actifs avoisinants. »

« La première étape vers figurer à l'extérieur ce qui va mal dans les maladies est de déterminer comment le système fonctionne comme il devrait normalement, » dit E. Albert Reece, DM, PhD, MBA, vice président exécutif pour des affaires médicales, UM Baltimore, et John Z. et professeur d'Akiko K. Bowers Distinguished et doyen, École de Médecine d'Université du Maryland. « Maintenant que les chercheurs ont un traitement sur la façon dont ce les travaux par processus, ils peuvent commencer à vérifier comment le flux sanguin est perturbé dans la maladie d'Alzheimer et la démence afin de figurer à l'extérieur des voies de la fixer. »