La respiración es clave para aumentar el oxígeno en el cerebro
El suministro adecuado de oxígeno es fundamental para el correcto funcionamiento del cerebro, y las deficiencias en el oxígeno de los tejidos son una comorbilidad notable en las enfermedades humanas y el envejecimiento. Por esta razón, ha habido un gran interés en el estudio de la dinámica de la oxigenación cerebral.
Sin embargo, hay un vacío en nuestra comprensión de cómo el comportamiento, como los ejercicios naturales como la locomoción, afecta a la oxigenación cerebral. Sin embargo, sigue sin estar claro cómo se controla la dinámica del oxígeno cerebral en el animal que se comporta.
Un nuevo estudio realizado por un equipo internacional de científicos sugiere que, en contra de lo que se sabe, la sangre puede llevar más oxígeno al cerebro de los ratones cuando se ejercitan debido a que el aumento de la respiración hace llegar más oxígeno a la hemoglobina.
Mientras tanto, la única forma de hacer llegar más oxígeno al cerebro sería hacer llegar más sangre al cerebro aumentando el flujo sanguíneo. Los científicos querían saber cómo los niveles de oxígeno del cerebro se veían afectados por comportamientos naturales, precisamente el ejercicio.
El patrón de respiración cambia durante las tareas cognitivas. La fase de respiración se ajusta a la tarea que se realiza. En el cerebro, los aumentos de la actividad neuronal suelen ir acompañados de aumentos del flujo sanguíneo.
Aunque lo que ocurre en el interior del cuerpo sigue siendo desconocido. Así, los científicos utilizaron ratones que podían elegir entre caminar o correr en una cinta de correr y controlaron su respiración, actividad neuronal, flujo sanguíneo y oxigenación cerebral.
Qing Guang Zhang, becario postdoctoral en ciencias de la ingeniería y mecánica, dijo: «Predijimos que la oxigenación cerebral dependería de la actividad neuronal y del flujo sanguíneo. Esperábamos que la oxigenación descendiera en la corteza frontal del cerebro si el flujo sanguíneo disminuía».
«Eso era lo que pensábamos que ocurriría, pero luego nos dimos cuenta de que era la respiración la que mantenía la oxigenación.»
«La única manera de que eso ocurriera sería si el ejercicio estuviera haciendo que la sangre transportara más oxígeno, lo que significaría que la sangre normalmente no estaba completamente saturada de oxígeno.»
Los científicos observaron la oxigenación en el córtex somatosensorial, el córtex frontal y el bulbo olfativo, ya que son las zonas más accesibles del cerebro. Se utilizaron varias técnicas para realizar un seguimiento de la respiración, el flujo sanguíneo y la oxigenación.
Los científicos señalaron que «la oxigenación persistía cuando se bloqueaba la actividad neuronal y la hiperemia funcional (aumento del flujo sanguíneo), se producía tanto en el tejido como en las arterias que alimentan el cerebro y estaba estrechamente correlacionada con la tasa de respiración y la fase del ciclo respiratorio».
El estudio se publica en Nature Communications.