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El estudio revela el papel del calcio en la dirección del flujo de sangre en el cerebro

A diferencia del descanso de la carrocería, no hay suficiente propiedades inmobiliarias en el cerebro para la energía salvada. En lugar, el cerebro confía en los centenares de millas de vasos sanguíneos dentro de él para suministrar energía fresca vía la sangre. Con todo, cómo el cerebro expresa una necesidad de más energía durante actividad creciente y entonces dirige su abastecimiento de sangre a los sitios calientes específicos era, hasta ahora, mal entendido.

Ahora, la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland y la universidad de los investigadores de Vermont han mostrado cómo el cerebro comunica a los vasos sanguíneos cuando necesitando energía, y cómo estos vasos sanguíneos responden relajándose o restringiendo al flujo de sangre directo a las regiones específicas del cerebro.

En su nuevo papel, publicado el 21 de julio en avances de la ciencia, los investigadores diga que eso cómo que el cerebro dirige la energía de comprensión a sí mismo en detalle complejo puede ayudar a determinar qué sale mal en condiciones como enfermedad de Alzheimer y demencia, donde está un calculador el flujo de sangre defectuoso para la debilitación cognoscitiva. Si el cerebro no consigue la sangre a donde la necesita cuando lo necesita, las neuronas se esfuerzo, y deterioran en un cierto plazo final llevar a los problemas cognoscitivos de la disminución y de memoria.

Las arterias grandes introducen los buques medianos conocidos como arteriolas que entonces introduzcan incluso capilares más minúsculos; tan pequeño que solamente un único glóbulo puede pasar a través inmediatamente. En un papel 2017 de la neurología de la naturaleza, los investigadores mostraron que los pulsos eléctricos que cursan a través de los capilares dirigen el flujo de sangre de las arteriolas medianas que suministran las regiones grandes del cerebro. Para este último papel, las personas quisieron estudiar ajustar de la sangre mientras que atraviesa los capilares para regular exacto el suministro de energía a las regiones minúsculas en el cerebro.

Parece haber dos mecanismos que trabajan en tándem para asegurarse de que la energía bajo la forma de sangre la hace a las regiones específicas del cerebro: el uno amplio y el otro exacto. El primer mecanismo eléctrico es como una aproximación de la almádena para conseguir más sangre a la vecindad general de la actividad cerebral creciente controlando las arteriolas medianas, y entonces las señales capilares del calcio se aseguran que el ajustar exquisito para asegurarse de la sangre llegue exactamente al lugar correcto en el momento adecuado a través de los capilares minúsculos.”

Thomas Longden, Ph.D., profesor adjunto de la fisiología, Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland

El Dr. Longden y sus colaboradores utilizó una proteína que emite la luz verde cuando el calcio aumenta de la célula. Debido a los esfuerzos de las personas de Michael Kotlikoff en la Universidad Cornell, podían girar esta herramienta conectado en las células que forraban los vasos sanguíneos de ratones. Los investigadores entonces observaban a través de pequeñas ventanas en los cerebros de estos ratones para investigar el papel del calcio en flujo de sangre que controlaba en los capilares del cerebro. Cuando las células que forraban los vasos sanguíneos recibieron una afluencia del calcio, brillaron intensamente verdes. Descubrieron 5.000 señales del calcio por segundo en los capilares en la sección minúscula del cerebro visible a través de la ventana, que asciende a cerca de 1.000.000 de estas reacciones cada segundo en el sistema del vaso sanguíneo del cerebro entero.

“Hasta que desplegamos esta nueva tecnología, había este mundo enteramente no visto de la transmisión de señales del calcio en el cerebro ocultado de la visión, y ahora podemos ver una tonelada de actividad dentro de los vasos sanguíneos de los cerebros - están encendiendo constante,” dice al Dr. Longden.

El Dr. Longden y el equipo de investigación entonces disecó el mecanismo celular complejo detrás del papel del calcio en la dirección del brazo-por-brazo de la sangre a través de los buques minúsculos del cerebro. Encontraron eso cuando las neuronas encienden señales eléctricas, ellos causan un aumento en calcio en las células que forraban los vasos sanguíneos. Después las enzimas descubren este calcio y ordenan las células para hacer el óxido nítrico. El óxido nítrico es una hormona (y un gas) esa las causas músculo-como las células alrededor de los vasos sanguíneos a relajarse, que entonces ensancha los buques permitiendo que fluya más sangre hacia adentro.

Los “capilares fueron pensados tradicionalmente como tuberías simples para los glóbulos rojos, y la barrera entre la sangre y el cerebro,” dice la marca de autor co-mayor T. Nelson, doctorado, la universidad de Vermont distinguió el profesor y la silla de la farmacología. “Aquí, revelamos un universo desconocido de la transmisión de señales del calcio en capilares, y como los semáforos, estas señales del calcio dirigen los alimentos vitales a las neuronas activas próximas.”

“El primer paso hacia imaginar qué sale mal en enfermedades es determinar cómo el sistema trabaja como debe normalmente,” dice a E. Albert Reece, Doctor en Medicina, doctorado, MBA, vicepresidente ejecutivo para los asuntos médicos, UM Baltimore, y Juan Z. y profesor y decano, Facultad de Medicina de Akiko K. Bowers Distinguished de la Universidad de Maryland. “Ahora que los investigadores tienen una maneta en cómo este los trabajos de proceso, ellos pueden comenzar a investigar cómo el flujo de sangre se rompe en enfermedad de Alzheimer y demencia para imaginar maneras de repararla.”