Un nou studiu a demonstrat rolul calciului în direcționarea sângelui către creier

Sângele, mai exact glucoza ce se găsește în acesta, reprezintă sursa de energie pentru țesutul cerebral. Nu există depozite de „energie” în creier așa cum putem identifica în mușchi, motiv pentru care activitatea cerebrală este extrem de dependentă de aportul sangvin existent. Mai mult decât atât, anumite zone ale creierului necesită mai mult flux sangvin decât altele, însă, până acum, era necunoscut mecanismul prin care se realizează această distribuție a fluxului.
Un nou studiu, realizat de cercetătorii de la Facultatea de Medicină a Universității din Maryland și de la Universitatea din Vermont și publicat recent în jurnalul Science Advances, a evidențiat modul în care creierul reușește să semnaleze întregului organism despre părțile care ar necesita mai multă energie pentru a funcționa. Se pare că vasele de sânge răspund la aceste semnale prin îngustarea (vasoconstricție) sau prin dilatarea (vasodilatație) lor, modificând circulația cerebrală.

Munca cercetătorilor poate îmbunătăți considerabil diagnosticul și tratamentul anumitor boli psihiatrice, cum ar fi boala Alzheimer sau demența, deoarece înțelegerea modului complex în care creierul direcționează fluxul sangvin poate ajuta la determinarea etiologiei acestor boli. Un flux sangvin deficitar reprezintă un predictor negativ pentru tulburările cognitive, agravând simptomatologia și evoluția pacienților, cu deteriorarea neuronilor și afectarea memoriei.

Acest progres în domeniu a putut fi realizat și datorită lucrărilor anterioare, în care cercetătorii au arătat cum impulsurile electrice care influențează și capilarele direcționează fluxul sanguin din arteriolele de dimensiuni medii către regiuni mari ale creierului. Pentru această ultimă lucrare, echipa a dorit să studieze reglarea fină a circulației sângelui în timp ce acesta curge prin capilare, pentru a regla cu precizie alimentarea cu „energie” a regiunilor mici din creier.

Thomas Longden, doctor și profesor de Fiziologie la Facultatea de Medicină a Universității din Maryland, a descris pe scurt rezultatele studiului: „Se pare că există două mecanisme care funcționează în tandem pentru a asigura că energia sub formă de sânge este distribuită în anumite regiuni ale creierului: unul amplu și altul precis. Primul mecanism electric este util pentru a duce mai mult sânge în vecinătatea generală a activității creierului prin controlul arteriolelor de dimensiuni medii, iar apoi semnalele de calciu la nivelul capilarelor asigură o reglare fină și rafinată pentru a asigura că sângele ajunge exact în locul și la momentul potrivit prin capilarele mici.”

Pentru experiment, cercetătorii au utilizat o proteină care emite un semnal de culoare verde atunci când cantitatea de calciu crește în celulă, mai exact în celulele care tapetează vasele de sânge. Experimentul a fost realizat pe șoareci de laborator, rezultatele fiind surprinzătoare. „Până în momentul în care am implementat această nouă tehnologie, a existat această lume total nevăzută a semnalizării calciului în creier, ascunsă privirii. Acum putem vedea o activitate extrem de intensă în vasele de sânge ale creierului”, a adăugat doctorul Thomas Longden.

Co-autorul studiului, profesorul Mark T. Nelson de la Universitatea din Vermont, a afirmat: „Capilarele au fost considerate în mod tradițional ca simple conducte pentru celulele roșii din sânge. Prin acest studiu, am dezvăluit un univers necunoscut de semnalizare a calciului în capilare și, la fel ca semafoarele, aceste semnale de calciu direcționează substanțele nutritive vitale către neuronii activi din apropiere.” De asemenea, doctorul E. Albert Reece a menționat: „Primul pas către a afla ce nu funcționează în cazul bolilor cognitive este determinarea modului în care sistemul nervos funcționează în mod normal.”

sursa: News Medical