Это назвало распространяющуюся деполяризацию, волна смерти, которая может следовать за ударом или травматическим повреждением головного мозга, как нейроны и их расширения, названные дендритами, стать вздутой, дисфункциональной и уязвимой, сказала доктора Сергея Кирова, нейробиолога в Отделе Нейрохирургии и директора Human Brain Lab в Медицинском колледже штата Джорджия в Университете Регентов Джорджии.В то время как опухоль – ясно результат травмы мозга, как вода входит в нейроны, была в основном тайна.В исследовании, опубликованном в Журнале Нейробиологии, Киров и его коллеги сообщают, что горстка этих транспортеров иона – известный тотализатору, некоторая комбинация натрия, калия и хлорида – кажется, недостающее звено в том, как избыток воды проникает внутрь.«Они действуют как молекулярные водные насосы.
Это – новый образ мыслей», сказал Киров. Он и доктор Нанна Маколей, адъюнкт-профессор в Отделе Клеточной и Молекулярной Медицины в Копенгагенском университете, являются co-corresponding авторами на исследовании, которое подчеркнуто в журнале.
Эти транспортеры также обеспечивают новые цели препарата лечения смертельного отека.Немного воды обычно необходимо нейронам, чтобы выполнить основные метаболические функции, но несмотря на то, что говорят некоторые медицинские учебники, нейроны не свободно водопроницаемые, чтобы оросить, сказал Киров. «Вам нужен некоторый молекулярный механизм для воды, чтобы войти или уехать», сказал он. Транспортеры, которые, как известно, хватают воду и ионы снаружи нейрона, появились вероятный выбор в Киров.В покое у нейронов есть много калия внутри и много натрия снаружи.
Это отличительное распределение ионов поляризует нейрон, создавая отрицательное электрическое обвинение внутри. Неравное количество натрия и калия внутри и снаружи активно сохраняется посредством эксплуатации насосов калия натрия.Отличительное распределение натрия и калия также важно для нейронов, чтобы произвести электрические сигналы, названные потенциалом действия, и общаться с другими нейронами или клетками так люди, и животные могут думать или двинуться или иначе функционировать.
Когда потенциал действия произведен, нейрон проходит процесс, названный деполяризацией, которая изменяет ее электрическое обвинение, таким образом, это становится положительным внутри. Каналы натрия открытые и небольшие количества движения натрия внутри и каналов быстро закрываются. Все это происходит мегабыстро.Во время реполяризации, которая следует, происходит противоположное: каналы калия открываются и небольшие количества движения калия из нейрона и тех каналов близко.
Еще раз насосы калия натрия выдвигают ионы назад в их правильном местоположении. Это – непрерывный, эффективный процесс в здоровом мозгу.Но травматическое повреждение головного мозга, удар, мозг кровоточит, или даже мигрень может привести к неумолимой, патологической деполяризации распространения, в которую большие объемы движения натрия внутри и большие количества калия перемещаются из нейронов. Насосы калия натрия быстро получают разбитую попытку выяснить вещи и нейроны, и их расширения, названные дендритами быстро, оказываются в проблеме.
В то время как раздутая лодыжка может быть неудобной, нарастающий мозг может быстро стать смертельным в закрытых границах черепа. «Нормальный баланс калия и натрия во время распространяющейся деполяризации почти полностью от так нормальной функции клетки, выключено, и это подвергается повышенному риску смерти», сказал Киров.Команда Кирова использовала сильную лазерную микроскопию просмотра с двумя фотонами, чтобы изучить функцию транспортеров в частях мозга мыши и у мышей. Они следили за распространяющейся деполяризацией и получающейся опухолью и зарегистрировали, как отек был существенно уменьшен наркотиками, которые заблокировали действие транспортеров.
Он отмечает, что наркотики, которые он использовал в лаборатории, не могут использоваться в людях, но как транспортеры, они обеспечивают направление. «Мы должны развивать лучших агентов, которые будут в безопасности в человеческих пациентах, которых мы можем дать в течение короткого периода времени и уменьшить опухоль», сказал Киров относительно следующих шагов в исследовании. Сегодня, в серьезных случаях набухания головного мозга, нейрохирурги удалят часть черепа, чтобы дать мозгу больше комнаты и идеально уменьшить непоправимый урон.
Киров отмечает, что у астроцитов, другой тип клетки головного мозга, которые поддерживают нейроны, есть каналы природной воды, названные аквапоринами, так, чтобы вода, как правило, могла более легко приблизиться и, но у нейронов нет этих четко определенных каналов. «Это было загадкой», сказал Киров.