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解密大脑血流控制机制

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当神经元变活跃时,它们将需要更多的有氧血液。但控制这种血液增加或减少的机制一直不明确。近日,刊登于《神经元》期刊上的一项新研究显示,美国耶鲁大学科学家发现有力证据,证明大脑血管周围的平滑肌细胞,有能力控制血管直径,并以此控制血流。这一基础解剖学理论可能对中风和偏头痛等疾病的观察有重要影响。


平滑肌细胞分布在较粗的血管壁上,同时毛细血管分支则被一种名为周皮细胞的神秘细胞所覆盖。周皮细胞并非肌细胞或神经细胞,但在大脑中存在的数量巨大,并被认为对血管形成十分重要。之前有研究认为,周皮细胞可能控制较小血管中的血流,但新研究驳斥了这一理论。


“我们发现当神经元更活跃时,被平滑肌细胞覆盖的小血管会出现响应,但周皮细胞覆盖的血管则不会。”耶鲁大学医学院实验神经影像中心主任Jaime Grutzendler说。


该研究小组使用高分辨率光学成像和光遗传学设备对小鼠大脑进行了观察。通过使用这些设备,研究人员能明确地激活单个细胞,并能描绘那些使用肌动蛋白的细胞的位置和特性。


如果毛细血管无法调节血流,那么另一个问题是,当毛细血管周围的神经元需要激活时,它们如何获得血液?“当出现一个局部反应时,这种响应不会十分有限,以致少数相邻神经细胞就能触发单个毛细血管将扩张或收缩。”Grutzendler说,“我们的数据也支持这一理论,血流控制需要一定的神经活性积累阈值,然后触发该区域血管扩张。”


他表示,如果这是血管如何运作的机理,它将有助于人们理解中风后发生的“无回流”现象——即便引发中风的血块或阻塞物被移除后,血液也不会回流到组织。研究人员计划探索能帮助平滑肌细胞覆盖的血管扩张的新干预疗法,以减轻中风后遗症。


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