Jedyne, co trzeba zrobić, to przekręcić białkowy „przełącznik" w małych naczyniach krwionośnych, aby zwiększyć przepływ krwi, który zapewnia optymalną pracę mózgu. Nowe badania ujawniły, że naczynia włosowate mają zdolność do odczytywania aktywności mózgu i generowania elektrycznego sygnału rozszerzającego naczynia w celu wywołania przepływu krwi i dostarczania składników odżywczych do neuronów. Odkrycia zostały opublikowane online w Nature Neuroscience.

Kiedy wzrasta aktywność mózgu, rośnie również przepływ krwi. „Obszar mózgu pokryty kapilarami - najmniejszymi naczyniami krwionośnymi w organizmie - znacznie przewyższa obszar tętniczy. To idealnie pomaga im monitorować aktywność neuronów i kontrolować przepływ krwi".

Zrozumienie mechanizmów, które precyzyjnie kierują przepływem krwi mózgowej w celu zaspokojenia ciągle zmieniających się potrzeb energetycznych mózgu jak do tej pory się nie powiodło. Neurony zużywają ogromną ilość energii dostarczanej przez organizm - około 20 procent - ale nie mają własnych rezerw, więc polegają tylko na składnikach odżywczych na bieżąco dostarczanych przez krew. Wcześniej uważano, że naczynia włosowate są biernymi rurkami, a sterowanie przepływem krwi przypisywano tętniczkom. Teraz naukowcy odkryli, że naczynia włosowate aktywnie kontrolują przepływ krwi działając jak szeregi drutów, które przesyłają sygnały elektryczne, kierując krew do obszarów najbardziej potrzebujących.

Aby to osiągnąć, kapilarna sieć sensoryczna używa pewnego białka (kanału jonowego), które wykrywa wzrost stężenia potasu podczas aktywności neuronalnej. Zwiększona aktywność tego kanału ułatwia przepływ jonów przez membranę kapilarną, tworząc mały prąd elektryczny, który generuje ładunek ujemny - szybko transmitowany sygnał - informujący o potrzebie dodatkowego przepływu krwi do górnych tętniczek, co skutkuje zwiększonym przepływem krwi do naczyń włosowatych. Badanie wykazało również, że jeśli poziom potasu we krwi jest zbyt wysoki, mechanizm ten może zostać wyłączony, co może powodować zakłócenia w przepływie krwi i zaburzenia pracy mózgu.

„Odkrycia te otwierają nowe możliwości w zakresie badania chorób mózgu o podłożu naczyniowym", twierdzą badacze. Choroby układu krążenia, takie jak choroba Alzheimera, które powodują spadek funkcji poznawczych, mogą częściowo być konsekwencją niedokrwienia neuronów, które nie otrzymują wystarczającej składników odżywczych. „Jeśli jesteś głodny, nie jesteś w stanie pracować najlepiej jak się da. Tak samo jest w przypadku neuronów."

Badacze planują przeprowadzić badania kolejnej fazy, które skupią się na poszukiwaniu potencjalnych czynników patologicznych związanych z wyłączeniem mechanizmu naczyniowego zależnego od wykrywania potasu.

Źródło: sciencedaily.com