Investigadores determinan cuánto oxígeno necesita el cerebro
Distribución de oxígeno alrededor del tejido. Rojo = área saturada de oxígeno atmosférico; azul = falta total de oxígeno, por ejemplo en el ventrículo cerebral (en el medio). Crédito: H. Straka
El cerebro tiene una gran demanda de energía y reacciona de manera muy sensible a la deficiencia de oxígeno. Los neurobiólogos de LMU ahora han logrado por primera vez correlacionar directamente el consumo de oxígeno con la actividad de ciertas células nerviosas.
El cerebro requiere una cantidad desproporcionada de energía en comparación con su masa corporal. Esta energía es generada principalmente por procesos metabólicos aeróbicos que consumen cantidades considerables de oxígeno. Por lo tanto, las concentraciones de oxígeno en el cerebro son un parámetro importante que influye en la función de las células nerviosas y las células gliales. Sin embargo, hasta ahora se desconocía en gran medida cuánto oxígeno se consume en el cerebro y cómo se relaciona esto con la actividad neuronal. Los neurobiólogos de LMU, Hans Straka, Suzan zugur y Lars Kunz, han logrado por primera vez medir esto directamente en el cerebro intacto y correlacionarlo con la actividad de las células nerviosas. Los científicos informan sobre sus resultados en la revista BMC Biology.
En un modelo animal ya establecido, renacuajos de la rana con garras Xenopus laevis, los científicos usaron sensores electroquímicos para determinar la concentración de oxígeno en el cerebro y en uno de los cerebros. ventrículos Pudieron controlar específicamente la cantidad de oxígeno disponible para el cerebro, así como inhibir la actividad de las células nerviosas con la ayuda de sustancias farmacológicas. Usando el ejemplo de las células nerviosas que controlan los movimientos oculares, los científicos lograron registrar directamente la relación entre el consumo de oxígeno y la actividad de las células nerviosas.
«Hemos encontrado que el cerebro es anóxico en un entorno normal saturado de aire, lo que significa que no se puede medir el oxígeno», dice Straka. Por lo tanto, las células utilizaron inmediatamente el oxígeno completo para sintetizar sustancias ricas en energía. Si se disponía de más del doble de la concentración de oxígeno atmosférico, el metabolismo energético se saturaba y el cerebro abundaba en oxígeno.
«También pudimos demostrar que durante el funcionamiento normal, solo alrededor del 50 por ciento del oxígeno se usa para la actividad de las células nerviosas», dice Straka. «Entonces, el otro 50 por ciento es necesario para las células gliales y para mantener la tasa metabólica básica de las células nerviosas. Sin embargo, las células nerviosas con mayor actividad consumen más oxígeno».
Para comprender mejor cómo se procesa la información en el cerebro, el conocimiento de la relación entre la disponibilidad de oxígeno y la actividad cerebral es esencial. Los resultados de los científicos proporcionan una visión inicial de esto y son una base importante para futuras investigaciones sobre el equilibrio energético del cerebro en futuros experimentos y para medir el consumo de oxígeno para varias funciones de las células nerviosas. Esto también podría ser relevante desde un punto de vista médico, por ejemplo para comprender mejor las consecuencias de la deficiencia de oxígeno en el cerebro o para interpretar mejor la información sobre la actividad cerebral obtenida con técnicas de imagen.
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Una molécula diminuta podría proteger a los recién nacidos del daño cerebral Más información: Suzan zugur et al. Relación entre el consumo de oxígeno y la actividad neuronal en un circuito neuronal definido, BMC Biology (2020). DOI: 10.1186/s12915-020-00811-6 Información de la revista: BMC Biology
Proporcionado por la Universidad Ludwig Maximilian de Munich Cita: Investigadores determinan cuánto oxígeno necesita el cerebro necesidades (2020, 3 de julio) obtenido el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-oxygen-brain.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.