Acasă | Despre noi | feedback-ul
Schimbul de gaz al creierului depășește schimbul de gaze al țesutului muscular de aproape 20 de ori. Creierul unui adult este de 2% din greutatea corporală și, în același timp, consumă 20-25% din totalul oxigenului consumat de organism. Iar la copiii sub 4 ani, creierul consumă până la 50% din oxigen. Pentru o zi, creierul unui adult consumă aproximativ 80 de litri (de exemplu, 100 kg) de oxigen pur.
Departamentele vechi și noi
Filogenetic mai tineri anterior cerebrală mult mai puternic consuma oxigen comparativ cu diviziile din spate - filogenetic vechi (în mod natural, la același volum înregistrat). De exemplu, nervii periferici folosesc aproximativ 3% din acel oxigen, care este consumat de o masă echivalentă a țesutului CNS. Concluzie: nu are sens să faci fMRI a măduvei spinării. Diferențele în intensitatea respirației celulelor nervoase în zonele individuale ale cortexului BP sunt slab exprimate. Acest lucru este convenabil pentru cercetare: nu este nevoie să se facă modificări speciale pentru fiecare departament, deja știm că totul este mai mult sau mai puțin distribuit uniform.
Substanța albă și cenușie. Glia.
Intensitatea respirației materiei albe este de 2 ori mai mică decât cea a materiei cenușii. Se crede că motivul este că materia albă este mai mică decât celulele. Desigur, nimeni nu știe. În neuroni, procesele oxidative apar de 5 ori mai intens decât în glia. Consumul de oxigen al cortexului BP la șobolani: 70% neuroni, 30% celule neurogliale. Prin urmare, în fMRI, vedem un semnal în principal din neuroni. Și din celulele gliale, astrocitele consumă cel mai mult.
De ce creierul are nevoie de oxigen?
De ce creierul ATP?
Principalele procese dependente de energie care stau la baza funcțiilor specifice ale țesutului nervos:
· Realizarea impulsurilor nervoase cu restabilirea ulterioară a asimetriei ionice
· Menținerea unei anumite orientări spațiale și conformarea structurilor structurale ale neuronului
· Formarea structurilor sinaptice, funcționarea sinapselor
· Stocarea și prelucrarea informațiilor (memorie neurologică)
· Transferul transmembranar al substraturilor, neurotransmițătorilor
· Curentul axonal și retrograd.
Astfel, aproape toată munca creierului necesită cheltuieli de energie prin ATP. Dar cea mai mare parte a ATP este cheltuită pe reacția potasiu-sodiu-ATPază.
Ce fel de reacție este asta?
Principalul consumator de ATP din țesutul nervos este ATPaza sodică-potasiu. Este o proteină complexă. De fapt - un canal de potasiu-sodiu. Datorită unei molecule ATP, 3 ioni de sodiu sunt transferați în exterior și 2 ioni de potasiu în interiorul celulei. Astfel, se restabilește potențialul de repaus al celulei.
* Citiți canalul de potasiu-sodiu! *
Total: cea mai mare parte a oxigenului este cheltuită pentru restaurarea neuronului. Prin urmare, pe fMRI, vedem în esență acest proces - restaurarea unui neuron. Desigur, avem o oarecare întârziere: nu putem urmări PD în sine în acest fel. Lanțul final: activarea neuronilor în consumul de energie (hidroliza ATP) crește concentrația sintezei ADP a scăderii ATP a conținutului de oxigen și a glucozei.
sinteza ATP in creier este observat nu numai atunci când activarea receptorilor sinaptici si depolarizare de neuroni, dar, de asemenea, în anumite stări patologice, în special în procesele inflamatorii in creier si de celule daune. Acest lucru este foarte important pentru cercetare.
Cum intra oxigenul în creier?
Aducând sânge. În special, celule roșii din sânge. Cea mai mare parte a celulei este ocupată de o moleculă de hemoglobină (aproximativ 52% din volum în stare umedă și 95% sub formă uscată). Hemoglobina este o proteină formată din 4 lanțuri de polipeptide. Fiecărui grup îi este atașat un grup de pietre care pot atașa și distribui molecule de oxigen. În consecință, o moleculă de hemoglobină poate conține 4 molecule de oxigen. Oxigenul-hemoglobina - cu oxigen și deoxi-hemoglobina - a renunțat deja la oxigen.
Procesul de oxigenare / deoxigenare a hemoglobinei este reglat de presiunea parțială a oxigenului din sânge. La o presiune ridicată parțială de oxigen (in capilarele pulmonare) veniturile hemoglobinei in forma oxihemoglobină, iar scăderea bruscă a presiunii parțiale de oxigen în capilare tisulare care rezultă din difuzarea rapidă a oxigenului în oxihemoglobină tisulară și oxigen dă convertit la deoxihemoglobină. Apropo, culoarea sângelui depinde de formarea acestei proteine particulare: stacojiu arterial, venoasă - roșu închis.
Consumul de sânge de către creier.
Creierul poate regla consumul de sânge, iar primul arătat la sfârșitul secolului al XIX-lea, A. Mosso. Experimentul a fost foarte simplu: omul a fost pus pe o masă care a fost echilibrată subtil. De indata ce o persoana a inceput sa se gandeasca la o sarcina cognitiva, sangele se repezi spre cap si masa se apleca.
Cum poate activitatea neuronală să crească fluxul sanguin în capilare?
Nu există contact direct între neuroni și sânge. bariera hematoencefalică este compus din celule endoteliale capilare ale creierului si celulele gliale capilare (astrocite) situate între acestea din jur. Când neuronii eliberează neurotransmițătorii, ei cad nu numai în următorul neuron. Stimulează, de asemenea, astrocitele. In astrocite canale deschise vine în ea calciu, se declanseaza sinteza diferiți metaboliți care afectează ulterior vaselor (EET și prostaglandine cauza vasodilatație și 20-HETE - îngustarea).
Cum afectează toate acestea semnalul BOLD?
· Sinteza sporită a ATP în neuroni
· Intrarea de glucoză și oxigen de către neuroni
· Creșterea cantității de deoxihemoglobină în capilare
· Creșterea fluxului sanguin local (capilare dilatate)
· Creșterea conținutului de oxihemoglobină în capilare
Trimiteți-le prietenilor: