Quelle : Gu Lab / Harvard Medical School
Die Gehirn ist durstig Orgel . Neurowissenschaftler bei Harvard Medical School entdeckte einen Kontrollmechanismus im Gehirn von Mäuse das den ordnungsgemäßen Blutfluss zu Bereichen mit größerer neuronaler Aktivität in einer schnell reagierenden, präzisen Reaktion reguliert.
VERBINDUNG: 49 INTERESSANTE FAKTEN UND GESCHICHTEN ÜBER DAS MENSCHLICHE GEHIRN
Eine Verbindung zwischen Herz und Verstand des Gehirns von Mäusen
Die Experimente der Wissenschaftler zeigen, wie Arterien im Gehirn aktiv regulieren neurovaskulär Die Kopplung als Reaktion auf neuronale Aktivität und auch die Tatsache, dass das Protein Mfsd2a - von dem zuvor gezeigt wurde, dass es ein Schlüsselregulator der dünnen, aber entscheidenden schützenden Blut-Hirn-Schranke ist - ein kritischer Teil dieses neurovaskulären Kopplungsprozesses ist.
Die Ergebnisse der Experimente zeigen, wie diese Mechanismen neue Wege bei der Untersuchung der neurovaskulären Kopplung bei neurologischen Erkrankungen eröffnen.
"Wir haben jetzt einen festen Überblick über die Mechanismen der neurovaskulären Kopplung, einschließlich ihrer molekularen, zellulären und subzellulären Komponenten, die wir noch nie zuvor hatten", sagte Chenghua Gu, Hauptautor der Studie und Professor für Neurobiologie in derBlavatnik-Institut an der Harvard Medical School HMS und ein Fakultätswissenschaftler des Howard Hughes Medical Institute.
"Dies versetzt uns in die Lage, diesen Prozess zu analysieren und beispielsweise festzustellen, ob die neurovaskulären Kopplungsstörungen, die wir bei Krankheiten wie Alzheimer sehen, das Ergebnis einer Pathologie oder der Ursache sind", sagte Gu.
Gekitzelte Schnurrhaare verändern den Blutfluss im Gehirn
Frühere Studien haben gezeigt, dass Gu und Kollegen zeigen, wie die schützende Integrität der Blut-Hirn-Schranke durch das Protein Mfsd2a sichergestellt wird, das die Bildung von Caveolae - kleinen Lipidblasen, die Signalmoleküle enthalten - für Kapillaren im Gehirn von Mäusen unterdrückt.
Sehr zu ihrer Überraschung stellte das Team fest, dass Arterien - Blutgefäße, die nährstoffgesättigtes Blut aus der Lunge transportieren und ungefähr 5% der gesamten Blutgefäße im Gehirn ausmachen - hatten entgegengesetzte Eigenschaften wie die Kapillaren . Arterien mit einem Mangel an Mfsd2a zeigten hohe Caveolae-Werte.
Die neuesten Erkenntnisse wurden durch Beobachtung gewonnen. Zusätzlich zu Gu, den beiden Erstautoren Vicente Nunez und Brian Chow, HMS-Forschungsstipendiaten in der Neurobiologie, stimulierten die Forscher die Whisker gesunder, wacher Mäuse und bildeten gleichzeitig dieGehirnaktivität der Tiere über eine leistungsstarke Methode namens 2-Photonen-Mikroskopie.
Während normale Mäuse fummelten, zeigten normale Mäuse eine höhere neurale Aktivität, einen höheren Blutfluss und einen höheren arteriellen Durchmesser in dem entsprechenden Bereich des Gehirns, der der Wahrnehmung gewidmet war. Aber eine Gruppe von Mäusen, die es waren gentechnisch verändert mangels Caveolae zeigte sich das gleiche neuronale Ereignis, jedoch mit geringerem Blutfluss und geringerer arterieller Dilatation, was auf ein Defizit der neurovaskulären Kopplung hindeutet.
Das Team zwang Endothelzellen - die die Auskleidung der Arterien bilden -, die Aktivität derjenigen mit dem normalerweise fehlenden Mfsd2a nachzuahmen, indem es die Zellen daran hinderte, Caveolae zu bilden. Dies beeinträchtigte die neurovaskuläre Kopplung erheblich, was zeigt, wie wichtig Caveolae in den Arterien sind.
Es gibt noch viel mehr zu tun die Studie als hier behandelt, aber eine wichtige Erkenntnis aus dieser bahnbrechenden Entdeckung der mechanistischen Struktur, die der neurovaskulären Kopplung zugrunde liegt, ist, dass jeder neurologische Erkrankung verursacht durch Unregelmäßigkeiten des Blutflusses zum Gehirn - wie Alzheimer, Demenz und viele, viele andere - könnte eines Tages teilweise dank dieser Wissenschaftler geheilt werden.