В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые из Школы медицины Университета Мэриленда (UMSOM) показали, как мозг взаимодействует с кровеносными сосудами, когда ему требуется энергия, и как эти кровеносные сосуды реагируют расслаблением или сужением, направляя кровоток в определенные области мозга.
Актуальность исследования
В отличие от других областей организма, в головном мозге недостаточно места для хранения энергии. Вместо этого мозг полагается на большое количество кровеносных сосудов внутри себя, чтобы поставлять свежую энергию через кровь. Если мозг не доставляет кровь туда, где она нужна, когда это необходимо, нейроны подвергаются стрессу, и со временем они повреждаются, что в конечном итоге приводит к снижению когнитивных функций и проблемам с памятью.
Материалы и методы исследования
Ученые использовали белок, который излучает зеленый свет при повышении содержания кальция в клетке. На модели мышей ученые визуализировали, что когда клетки, выстилающие кровеносные сосуды, получали приток кальция, они светились зеленым. Ученые обнаружили 5000 кальциевых сигналов в секунду в капиллярах крошечной области мозга, что, по их словам, составляет около 1000000 таких сигналов в секунду во всей системе кровеносных сосудов головного мозга.
Затем исследователи проанализировали сложный клеточный механизм, лежащий в основе роли кальция в направлении крови ветвь за веткой через крошечные сосуды мозга.
Результаты научной работы
Результаты исследования показывают, что когда нейроны посылают электрические сигналы, они вызывают увеличение содержания кальция в клетках, выстилающих кровеносные сосуды. Затем ферменты обнаруживают кальций и направляют клетки на производство оксида азота. Оксид азота заставляет мышечные клетки вокруг кровеносных сосудов расслабляться, что затем расширяет сосуды, позволяя притоку большего количества крови.
Авторы другого исследования утверждают, что кальций является ключом к возрастной потере памяти.
