A légzés kulcsa az agy oxigénszintjének növeléséhez
A megfelelő oxigénellátás kritikus az agy megfelelő működéséhez, és a szöveti oxigénhiány az emberi betegségek és az öregedés észlelt társbetegsége. Emiatt nagy érdeklődés övezi az agyi oxigénellátás dinamikájának tanulmányozását.
Azzal kapcsolatban azonban, hogy a viselkedés, például az olyan természetes gyakorlatok, mint a helyváltoztatás, hogyan befolyásolják az agyi oxigénellátást, még mindig hiányos a tudásunk. Az azonban, hogy az agyi oxigén dinamikáját hogyan szabályozzák a viselkedő állatban, továbbra sem világos.
Egy nemzetközi tudóscsoport új tanulmánya szerint az elfogadott ismeretekkel ellentétben a vér több oxigént juttathat az egerek agyába, amikor azok mozognak, mert a fokozott légzés több oxigént pakol a hemoglobinba.
Az egyetlen módja annak, hogy több oxigén jusson az agyba, az lenne, ha a véráramlás növelésével több vér jutna az agyba. A tudósok arra voltak kíváncsiak, hogyan befolyásolják az agy oxigénszintjét a természetes viselkedésmódok, egészen pontosan a testmozgás.
A légzésmintázat megváltozik a kognitív feladatok során. A légzési fázis az adott feladathoz rögzül. Az agyban az idegi aktivitás növekedését általában a véráramlás növekedése kíséri.
Az azonban, hogy mi történik a szervezetben, továbbra sem ismert. Ezért a tudósok egereket használtak, akik választhattak, hogy sétálnak vagy futnak egy futópadon, és figyelték a légzésüket, az idegi aktivitásukat, a véráramlást és az agy oxigénellátását.
Qing Guang Zhang, a műszaki tudományok és a mechanika posztdoktori munkatársa elmondta: “Megjósoltuk, hogy az agy oxigénellátása az idegi aktivitástól és a véráramlástól függ. Arra számítottunk, hogy az oxigénellátás csökken az agy homloklebenyében, ha a véráramlás csökken.”
“Azt gondoltuk, hogy ez fog történni, de aztán rájöttünk, hogy a légzés tartja fenn az oxigénellátást.”
“Ez csak akkor történhetett meg, ha az edzés hatására a vér több oxigént szállít, ami azt jelentené, hogy a vér normális esetben nem telítődik teljesen oxigénnel.”
A tudósok a szomatoszenzoros kéregben, a frontális kéregben és a szaglógumóban figyelték meg az oxigénellátást, mivel ezek az agy leginkább hozzáférhető területei. Különböző technikákat alkalmaztak a légzés, a véráramlás és az oxigénellátás nyomon követésére.
A tudósok megjegyezték: “Az oxigénellátás akkor is fennállt, amikor az idegi aktivitást és a funkcionális hiperémiát (a véráramlás növekedését) blokkolták, mind a szövetekben, mind az agyat tápláló artériákban előfordult, és szorosan korrelált a légzési sebességgel és a légzési ciklus fázisával.”
A tanulmány a Nature Communications című folyóiratban jelent meg.