Zobrazování s vysokým rozlišením odhaluje skrytá rizika mozkových kapilárních stánků

Mozek závisí na konstantním přísunu kyslíku, dodávané složitou sítí malých krevních cév. Na rozdíl od jiných orgánů má uloženou malou energii a je obzvláště citlivá na přerušení průtoku krve.

I když je známo, že blokády ve větších plavidlech mohou mít ničivé důsledky, méně se rozumí účinky momentálních stánků v nejmenších plavidlech, kapiláry. Tyto stánky byly pozorovány častěji ve stárnutí a za podmínek, jako je Alzheimerova choroba, mrtvice a Traumatické poškození mozku.

Nová studie vedená vědci na Bostonské univerzitě a Massachusetts General Hospital ukazuje, že i krátké přerušení kapilárního toku mohou způsobit rychlé, lokalizované kapky kyslíku, které se pravděpodobně vztahují do blízké mozkové tkáně. Studie je Publikováno v Neurofotonika.

Pomocí pokročilé dvoufotonové fosforeskující mikroskopie měřila tým průchod červených krvinek a Hladiny kyslíku Ve více než 300 kapilárách u probuzených myší. Tato technika jim umožnila sledovat stánky – momenty, když červené krvinky Dočasně přestaňte pohybovat skrz nádobu – a monitorujte výsledné změny kyslíku v reálném čase.

Výsledky byly pozoruhodné. Každý stánek způsobil okamžitý pokles kyslíku uvnitř kapiláry, který by se pravděpodobně rozšířil do okolní tkáně. Asi 40% stánků kleslo na úrovně považované za hypoxické a čtvrtina klesla na kriticky nízkou hladinu pod 5 mmHg, kde buňky nemohou udržet normální produkci energie. Tyto účinky nelze předvídat z toho, kolik krve normálně protékala kapilárou, hladinou kyslíku na základním linii nebo jeho umístění ve vztahu k větším tepnám a žilám.

Je zajímavé, že závažnost hypoxie se lišila v závislosti na stavu zvířete. U myší v anestezii byly stánky méně pravděpodobné, že nebezpečně nízký kyslík, protože anestetika se dilatájí Krevní cévy a snižuje metabolickou poptávku mozku. Naproti tomu vzbouřená zvířata byla mnohem zranitelnější, což zdůraznilo, jak závislý je mozek na nepřetržitém mikrovaskulárním toku za normálních podmínek.

Vědci také zjistili, že náznaky, že stánky mohou ovlivnit nedaleké kapiláry, které někdy vykazovaly malé kapky kyslíku, když sousední nádoba přestala tekoucí. To naznačuje, že dopad stánku se může zvlnit ven a narušit nejen blokované nádobu, ale i okolní mikrovaskulární síť. Ale musí být shromážděno více údajů.

Protože některé kapiláry mají tendenci se opakovaně zastavit, zjištění vyvolávají obavy, že tkáň v jejich okolí může zažít opakované záchvaty hypoxie v průběhu času. To by mohlo poskytnout další mechanismus pro to, jak kapilární dysfunkce přispívá k onemocněním mozku, kde je stání běžné.

Autoři poznamenávají, že jejich studie byla omezena na relativně mělké kortikální vrstvy a zdravá zvířata, ale přístup otevírá dveře k hlubšímu vyšetřování a studii v modelech nemocí. Pochopení, kdy a kde se tyto stánky vyskytují a jak vytvářejí kapsy s nízkým kyslíkem, by mohlo být klíčem k odhalení nových patologických cest za podmínek od demence po mrtvici.