وقتی بوی هات داگ را حس می کنیم، ممکن است خاطراتی از باربیکیو در حیاط خلوت یا شرکت در بازی های بیسبال در دوران کودکی ایجاد کند. در طی این فرآیند، مناطقی از مغز که بو و حافظه بلندمدت را کنترل می‌کنند، به سرعت تکانه‌ها را ایجاد می‌کنند. برای تامین این سیگنال‌ها از نورون‌ها، مناطق فعال مغز به اکسیژن و انرژی به شکل گلوکز قند خون نیاز دارند که به سرعت از طریق رگ‌های خونی ارسال می‌شود.
نشان داده شده است که این نارسایی انرژی در عملکرد عروق خونی مغز در طول فرآیند پیری، در برخی بیماری‌های تخریب‌کننده عصبی مانند آلزایمر و در سکته رخ می‌دهد.
مرجع مجله:
در سال 2022، آزمایشگاه دکتر لانگدن نشان داد که سیگنال‌هایی به شکل کلسیم که توسط تکانه‌های الکتریکی از طریق رگ‌های خونی شکل می‌گیرند، باعث می‌شوند مویرگ‌های خاصی از مغز جریان خون را کنترل کنند. پیشرفت علم. در جدیدترین مطالعه خود، تیم او نشان داد که نوع خاصی از سلول واقع در امتداد بیرونی مویرگ ها، به نام پری سیت، این پالس های الکتریکی را بر اساس درک آنها از نیازهای انرژی محلی هدایت می کند.
هریهاران، ع. و همکاران (2022) پری‌سیت‌های مویرگی مغز، نگهبان‌های متابولیکی هستند که جریان خون را از طریق یک سوئیچ انرژی وابسته به کانال KATP کنترل می‌کنند. گزارش های سلولی doi.org/10.1016/j.celrep.2022.111872.
اکنون، محققان دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند کشف کرده‌اند که نوع خاصی از سلول‌ها که در بالای کوچک‌ترین رگ‌های خونی مغز قرار دارند، حس می‌کنند که ناحیه مغز آنها به انرژی نیاز دارد. هنگامی که سطح گلوکز پایین است، این سلول‌ها به رگ‌های خونی سیگنال می‌دهند که گشاد شوند، جریان خون را به صورت منطقه‌ای افزایش می‌دهند و انرژی بیشتری برای سوخت بخشی از مغز فراهم می‌کنند.
Mark T. Gladwin، MD، رئیس UMSOM، معاون رئیس جمهور در امور پزشکی، دانشگاه مریلند، بالتیمور، و استاد برجسته John Z. و Akiko K. Bowers
محققان به طور مستقیم این فرآیند را در مغز موش با استفاده از میکروسکوپ پیشرفته مشاهده کردند و سپس مویرگ‌ها را با پری‌سیت‌های متصل آنها تشریح کردند. سپس سیگنال های الکتریکی را که توسط پری سیت ها هنگام تنظیم سطح گلوکز منتشر می شد اندازه گیری کردند. آنها دریافتند که پری‌سیت‌ها به سرعت سیگنال‌های الکتریکی را زمانی که سطح قند پایین بود تولید می‌کنند، اما نه زمانی که سطح آن بالا بود.
دکتر لانگدن افزود: “با مطالعه نحوه عملکرد طبیعی این فرآیند، محققان ممکن است بتوانند بینش بیشتری در مورد آنچه در پیری یا بیماری های عصبی رخ می دهد به دست آورند تا بتوانند درمان های بهتری ایجاد کنند.”
این مطالعه توسط مؤسسه ملی انستیتوی ملی سلامت در مورد پیری و مؤسسه ملی اختلالات عصبی و سکته مغزی (1R01AG066645، 5R01NS115401، و 1DP2NS121347-01)، انجمن قلب آمریکا، و هیئت زنان DC تأمین مالی شده است.
اگر انرژی کافی توسط رگ‌های خونی مغز به‌موقع به نورون‌ها تامین نشود، می‌تواند عدم تطابق بین عرضه و تقاضای انرژی وجود داشته باشد. Ashwini Hariharan، یکی از نویسندگان این مطالعه، دکتر Ashwini Hariharan، عضو فوق دکتری فیزیولوژی در UMSOM، گفت: این باعث می شود نورون های مغز تحت استرس قرار گیرند، که می تواند منجر به اختلال در متابولیسم پروتئین، تغییر در نحوه شلیک نورون ها و حتی در نهایت مرگ سلولی شود.
توماس لانگدن، سرپرست این مطالعه، دکترا، استادیار فیزیولوژی در UMSOM، گفت: “این نوسانات در جریان خون به هدایت منابع انرژی مغز برای پشتیبانی از عملکردهای روزمره کمک می کند.” “همانطور که اکنون دارم صحبت می کنم، جریان خون در مغز من به نواحی زبانی و نواحی حرکتی (یا حرکتی) منحرف می شود که تارهای صوتی من را برای سوخت رسانی به این فرآیندها کنترل می کنند.”
دانشکده پزشکی دانشگاه مریلند