Naczynia z pnia mózgu reagują na CO2 inaczej niż naczynia z kory

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Choć w innych częściach organizmu nagromadzenie produktów przemiany materii, np. zakwaszającego dwutlenku węgla, wywołuje rozszerzanie naczyń krwionośnych, tak by umożliwić dopływ większej objętości krwi, w pewnej części pnia mózgu dzieje się dokładnie na odwrót.

Od ponad stulecia naukowcy i lekarze wiedzą, że naczynia krwionośne rozszerzają się w odpowiedzi na nagromadzenie produktów przemiany materii: większa objętość krwi je wymywa, zapewniając przy okazji dostawy tlenu.

W pewnym momencie Dan Mulkey, fizjolog z Uniwersytetu Connecticut, pomyślał, [...] że gdyby takie wymywanie zachodziło w badanej przeze mnie części mózgu [jądrze zatrapezoidalnym, ang. nucleus retrotrapezoid, RTN], byłoby to destrukcyjne.

W przeszłości Amerykanin wykazał, że neurony RTN reagują na rosnące stężenie CO₂ w krwiobiegu, stymulując płuca do oddychania. Gdyby więc naczynia krwionośne RTN rozszerzały się w odpowiedzi na wzrost poziomu dwutlenku węgla, istotny sygnał zostałby wymyty, nie dopuszczając, by komórki jądra spełniały swoją funkcję.

Po powrocie do laboratorium Mulkey poprosił swój zespół, w tym dr Virginię Hawkins, by zbadał, jak naczynia krwionośne wycinków mózgu reagują na dwutlenek węgla. Wtedy potwierdziło się, że naczynia RTN kurczyły się w odpowiedzi na wzrost stężenia CO₂. W tych samych warunkach naczynia kory rozszerzały się zaś jak w innych częściach organizmu.

Dzięki czemu naczynia RTN mogły reagować w ten sposób? Mulkey dywagował, że dzieje się tak za sprawą astrocytów, a konkretnie wydzielanego przez nie ATP (adenozyno-5'-trifosforanu); ATP stanowi sygnał dla neuronów i naczyń krwionośnych.

Gdy naukowcy spowodowali, by astrocyty uwalniały ATP, udało im się powtórzyć obserwowany wcześniej efekt. Obmywanie naczyń RTN ATP także dało identyczne rezultaty. Zablokowanie receptorów ATP hamowało z kolei zdolność naczyń do reagowania na CO₂. Eksperymenty na żywych zwierzętach potwierdziły wszystko, co udało się wcześniej ustalić in vitro. Co istotne, manipulowanie naczyniami krwionośnymi z RTN wpływało na oddech zwierząt.

« powrót do artykułu