Τα ερυθρά αιμοσφαίρια συμβάλλουν σε αλλαγές στην οξυγόνωση του εγκεφάλου

Η επαρκής ροή αίματος παρέχει στον εγκέφαλο οξυγόνο και θρεπτικά συστατικά, αλλά η οξυγόνωση τείνει να έχει μια διακύμανση. Η αιτία αυτής της διακύμανσης, ωστόσο, είναι ελάχιστα κατανοητή.

Τώρα, ερευνητές του Penn State έχουν εντοπίσει μια αιτία των διακυμάνσεων: η εγγενής τυχαιότητα στον ρυθμό ροής των ερυθρών αιμοσφαιρίων μέσω των μικροσκοπικών αιμοφόρων αγγείων που ονομάζονται τριχοειδή αγγεία.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, αυτή η τυχαιότητα θα μπορούσε να έχει πιθανές επιπτώσεις στην κατανόηση των βιολογικών μηχανισμών στους οποίους βασίζονται οι νευροεκφυλιστικές ασθένειες, όπως η νόσος Αλτσχάιμερ. Δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο PLOS Biology.

“Αυτές οι διακυμάνσεις οξυγόνωσης εμφανίζονται επίσης και σε άλλους ιστούς, όπως στους μυς”, δήλωσε ο Patrick Drew, αναπληρωτής καθηγητής μηχανικής επιστήμης και νευροχειρουργικής.

Οι ερευνητές παρακολούθησαν τη ροή του αίματος, την οξυγόνωση και τα ηλεκτρικά σήματα που παράγονται από τη δραστηριότητα του εγκεφάλου σε ξύπνια ποντίκια. Συνέλεξαν τα δεδομένα καθώς τα ποντίκια κινούνταν σε σφαιρικό διάδρομο για έως και 40 λεπτά κάθε φορά.

Χρησιμοποιώντας μικροσκόπηση σάρωσης με λέιζερ δύο φωτονίων, μια τεχνική που χρησιμοποιείται για την απεικόνιση κυττάρων βαθιά μέσα στον ζωντανό ιστό, οι ερευνητές μπόρεσαν να καταγράψουν τη διέλευση μεμονωμένων ερυθρών αιμοσφαιρίων μέσω των τριχοειδών αγγείων.

Η εισαγωγή πειραματικών δεδομένων σε ένα στατιστικό μοντέλο επέτρεψε στους ερευνητές να πραγματοποιήσουν προσομοιώσεις και να βγάλουν συμπεράσματα με βάση τις τεράστιες ποσότητες δεδομένων που παράγονται από το μοντέλο. Ανακάλυψαν ότι αυτές οι τυχαίες διακοπές στα ερυθρά αιμοσφαίρια συνέβαλαν στις διακυμάνσεις της οξυγόνωσης, υποστηρίζοντας περαιτέρω μια σχέση μεταξύ της ροής των ερυθρών αιμοσφαιρίων μέσω των τριχοειδών αγγείων και των μικρών αλλαγών στην οξυγόνωση.

Η καλύτερη κατανόηση της ρύθμισης της ροής του αίματος και η επακόλουθη μεταφορά οξυγόνου μπορούν να βοηθήσουν τους ερευνητές να βελτιώσουν την ιατρική τεχνολογία και να διερευνήσουν τις αιτίες ασθενειών όπως είναι η νόσος Αλτσχάιμερ, σύμφωνα με τον Drew.

Ενώ οι ερευνητές εντόπισαν τη σχέση μεταξύ μεταφοράς ερυθρών αιμοσφαιρίων και οξυγόνωσης, απαιτείται περαιτέρω έρευνα για τη μελέτη πρόσθετων συντελεστών στις διακυμάνσεις οξυγόνωσης που θα μπορούσαν να παίξουν ρόλο στις νευροεκφυλιστικές ασθένειες.