Andning är nyckeln till att öka syrehalten i hjärnan
En adekvat syretillförsel är kritisk för att hjärnan ska fungera, och syrebrist i vävnaden är en vanlig komporbiditet vid sjukdomar och åldrande hos människor. Av den anledningen har det funnits ett stort intresse för att studera dynamiken i cerebral syresättning.
Det finns dock en lucka i vår förståelse av hur beteende, till exempel naturliga övningar som rörelse, påverkar cerebral syresättning. Det är dock fortfarande oklart hur dynamiken i hjärnans syretillförsel styrs hos djur som beter sig.
En ny studie av ett internationellt forskarlag tyder på att I motsats till vedertagen kunskap kan blodet tillföra mer syre till hjärnan hos möss när de motionerar på grund av att den ökade andningen packar in mer syre i hemoglobinet.
Det enda sättet att få mer syre till hjärnan skulle vara att få mer blod till hjärnan genom att öka blodflödet. Forskarna ville gärna veta hur syrehalten i hjärnan påverkades av naturliga beteenden, just träning.
Aandningsmönstret förändras under kognitiva uppgifter. Andningsfasen låser sig till den aktuella uppgiften. I hjärnan brukar ökningar av den neurala aktiviteten åtföljas av ökningar av blodflödet.
Men vad som händer inne i kroppen är fortfarande okänt. Därför använde forskarna möss som kunde välja att gå eller springa på ett löpband och övervakade deras andning, neurala aktivitet, blodflöde och syresättning i hjärnan.
Qing Guang Zhang, postdoktor i ingenjörsvetenskap och mekanik, säger: ”Vi förutspådde att syresättning i hjärnan skulle bero på neurala aktivitet och blodflöde. Vi förväntade oss att syresättningen skulle sjunka i hjärnans frontala cortex om blodflödet minskade.”
”Det var vad vi trodde skulle hända, men sedan insåg vi att det var andningen som höll syresättningen uppe.”
”Det enda sättet som det skulle kunna hända vore om träning fick blodet att transportera mer syre, vilket skulle innebära att blodet normalt inte var helt mättat med syre.”
Vetenskapsmännen observerade syretillförsel i den somatosensoriska hjärnbarken, den frontala hjärnbarken och luktbulben, eftersom det är de mest tillgängliga områdena i hjärnan. Olika tekniker användes för att spåra andning, blodflöde och syresättning.
Vetenskapsmännen konstaterade: ”Syresättningen kvarstod när neuronal aktivitet och funktionell hyperemi (ökning av blodflödet) blockerades, den förekom både i vävnaden och i de artärer som försörjer hjärnan, och den var starkt korrelerad med andningsfrekvensen och andningscykelns fas.”
Studien är publicerad i Nature Communications.