Как мозг контролирует кровоток во время сна

Прочитано: 82 раз(а)


Даже когда мы спим, мозг не отдыхает полностью. Удивительно, но кровоток в спящем мозгу может быть больше, чем в бодрствующем состоянии. Это позволяет мозгу удалять метаболиты отходов, что важно для предотвращения развития и прогрессирования неврологических дисфункций, таких как деменция. Однако точный механизм того, как спящий мозг увеличивает кровоток, неизвестен.

Исследователи во главе с директором Ким Сон-Ги из Центра нейрофизиологических исследований в Институте фундаментальных наук Южной Кореи недавно открыли секреты этого явления. Было обнаружено, что тип тормозных нейронов, называемый «нейроном парвальбумина (PV)», выделяет материал, называемый «веществом P», который отвечает за расширение сосудов и контроль притока крови к мозгу. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences .

В отличие от других нейронов тормозного подтипа, ранее считалось, что ГАМКергические нейроны PV не высвобождают вазоактивные вещества, поэтому их роль в регуляции кровотока была спорной. Чтобы исследовать роль нейронов легочной артерии в регуляции кровотока, исследователи экспрессировали белок опсин, называемый каналородопсином-2 (ChR2), в нейронах легочной артерии мышей и избирательно активировали нейроны легочной артерии с помощью световой стимуляции.

Сосудистые реакции на активацию нейронов ЛВ измеряли с помощью широкопольной оптической визуализации и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). Кроме того, чтобы определить роль нейронов ЛВ в кровотоке под анестезией, исследователи использовали кетамин/ксилазин, чтобы усыпить животных.

Результаты показали, что у животных под легким наркозом стимуляция нейронов ЛВ вызывала сужение сосудов и снижение кровотока. За этим последовала медленная вазодилатация и увеличение кровотока от 20 секунд до минуты после прекращения стимуляции. С другой стороны, у активных животных активность нейронов ЛВ приводила только к снижению кровотока. Это означает, что нейроны PV имеют два разных механизма контроля мозгового кровотока в зависимости от того, бодрствует мозг или спит.

Кроме того, исследователи также обнаружили механизм наблюдаемой медленной вазодилатации после оптогенетической стимуляции. Когда нейроны PV активируются, он подавляет близлежащие возбуждающие нейроны, что вызывает сужение сосудов и снижение кровотока. В то же время было обнаружено, что эти нейроны ПВ выделяют пептид, называемый «субстанцией Р», который отвечает за наблюдаемую медленную вазодилатацию. Вещество P активирует клетки, называемые синтазой оксида азота (nNOS), ГАМКергические нейроны, секретирующие оксид азота, известный сосудорасширяющий агент.

Настоящее исследование, наконец, раскрывает факторы, контролирующие приток крови к мозгу во время сна, и ранее неизвестную роль нейронов ЛВ в этом процессе. Директор Ким сказал: «Наше исследование предложило новое направление исследований механизмов контроля мозгового кровотока с возможными последствиями для лечения бессонницы и расстройств сна».

Как мозг контролирует кровоток во время сна



Новости партнеров