星状细胞可以帮助大脑调整呼吸的节奏

传统上,科学家们认为的星形以及星形胶质细胞稳定、安静的支持者他们健谈,平衡的邻居,叫做神经元。现在,国家卫生研究院研究表明,星形胶质细胞也可能他们说的。这表明沉默星形胶质细胞在大脑的呼吸中枢引起大鼠呼吸率较低,轮胎在跑步机上早于正常。这只是两个例子星形胶质细胞呼吸引起的操纵方式的变化与邻近的细胞。

“几十年来我们认为呼吸是完全由大脑神经元控制。我们的研究结果表明,星形胶质细胞积极帮助控制呼吸的节奏,”杰弗里·c·史密斯博士说,美国国立卫生研究院高级研究员国家神经疾病和中风研究所(研究所)和该研究的资深作者发表在自然通讯。“这些结果添加到越来越多的证据表明,正在改变我们思考的方式星形胶质细胞,大脑是如何工作的。”

史密斯博士的实验室调查如何控制呼吸的节奏放电的神经元preBotzinger复杂,大脑的呼吸中枢,他的实验室帮助发现。在这项研究中,他的团队与亚历山大·Gourine博士,伦敦大学学院(UCL)教授的实验室发现星形胶质细胞在大脑的邻近部位可以通过感应调节呼吸血液中二氧化碳含量的变化。

至少一半的大脑是由被称为神经胶质细胞和他们中的大多数是星形胶质细胞。最近科学家们表明,星形胶质细胞可能沟通像神经元通过射击,或释放,化学信息,称为发射器,邻近细胞。

在这项研究中,科学家们测试呼吸星形胶质细胞通过基因修改的角色能力preBotzinger复杂的星形胶质细胞释放发射器。当他们安静的星形胶质细胞老鼠通过降低发射机释放,老鼠呼吸率低于正常,叹了口气。相反,如果他们的星形胶质细胞的增加传播,老鼠呼吸以更高的利率和休息经常叹了口气。

团队还测试了沉默星形胶质细胞是如何影响老鼠的反应氧气和二氧化碳浓度的变化。虽然老鼠的呼吸频率增加氧含量低或二氧化碳浓度高时,仍低于正常。沉默星形胶质细胞也减少的速率低氧含量下的老鼠叹了口气。此外,老鼠变得疲惫比平常更早。他们只能运行正常老鼠的一半距离,在跑步机上可以运行之前,累了。

“呼吸的主要目标是二氧化碳和氧气的交换,是生活的关键。我们的结果支持这一观点,星形胶质细胞有助于大脑将这些气体的变化转化为呼吸,“说Shahriar Sheikhbahaei,博士,博士生以前伦敦大学,美国国立卫生研究院研究生合作项目的参与者,以及该研究的第一作者。

最后,使用的团队表明,这些星形胶质细胞三磷酸腺苷(ATP)与其他细胞在大脑中。灭活释放ATP的频率减少静止呼吸频率和在正常和低叹了口气氧含量。

“我们的结果如何扩大我们的理解大脑控制在正常和疾病条件下呼吸,”史密斯博士说。“我们计划遵循这条道路理解星形胶质细胞有助于控制的其他方面呼吸。"