Respirația este cheia creșterii oxigenului în creier
Alimentarea adecvată de oxigen este critică pentru buna funcționare a creierului, iar deficiențele de oxigen din țesuturi sunt comorbidități observate în bolile umane și în îmbătrânire. Din acest motiv, a existat un mare interes în studierea dinamicii oxigenării cerebrale.
Cu toate acestea, există o lacună în înțelegerea noastră a modului în care comportamentul, cum ar fi exercițiile naturale precum locomoția, afectează oxigenarea cerebrală. Cu toate acestea, modul în care dinamica oxigenării cerebrale este controlată la animalul care se comportă rămâne neclar.
Un nou studiu realizat de o echipă internațională de oameni de știință sugerează că, contrar cunoștințelor acceptate, sângele poate aduce mai mult oxigen în creierul șoarecilor atunci când aceștia fac exerciții fizice, deoarece respirația crescută împachetează mai mult oxigen în hemoglobină.
Între timp, singura modalitate de a aduce mai mult oxigen în creier ar fi să aducem mai mult sânge în creier prin creșterea fluxului sanguin. Oamenii de știință au fost dornici să afle cum sunt afectate nivelurile de oxigen din creier prin comportamente naturale, mai exact prin exerciții fizice.
Schema respiratorie se modifică în timpul sarcinilor cognitive. Faza de respirație se blochează în funcție de sarcina în cauză. În creier, creșterile activității neuronale sunt de obicei însoțite de creșteri ale fluxului sanguin.
Deși ce se întâmplă în interiorul corpului rămâne necunoscut. Astfel, oamenii de știință au folosit șoareci care puteau alege să meargă sau să alerge pe o bandă de alergare și le-au monitorizat respirația, activitatea neuronală, fluxul sanguin și oxigenarea creierului.
Qing Guang Zhang, cercetător postdoctoral în științe inginerești și mecanică, a declarat: „Am prezis că oxigenarea creierului ar depinde de activitatea neuronală și de fluxul sanguin. Ne-am așteptat ca oxigenarea să scadă în cortexul frontal al creierului dacă fluxul sanguin ar scădea.”
„Asta am crezut că se va întâmpla, dar apoi ne-am dat seama că respirația era cea care menținea oxigenarea ridicată.”
„Singurul mod în care s-ar putea întâmpla acest lucru ar fi dacă exercițiile fizice ar face ca sângele să transporte mai mult oxigen, ceea ce ar însemna că, în mod normal, sângele nu este complet saturat cu oxigen.”
Cercetătorii au observat oxigenarea în cortexul somatosenzorial, cortexul frontal și bulbul olfactiv, deoarece acestea sunt cele mai accesibile zone ale creierului. Au fost folosite diverse tehnici pentru a urmări respirația, fluxul sanguin și oxigenarea.
Cercetătorii au remarcat: „Oxigenarea a persistat atunci când activitatea neuronală și hiperemia funcțională (creșterea fluxului sanguin) au fost blocate, a avut loc atât în țesut, cât și în arterele care alimentează creierul și a fost strâns corelată cu frecvența respirației și faza ciclului respirator.”
Studiul este publicat în Nature Communications.