Variasi tingkat energi sel saraf sel saraf tergantung pada keadaan tidur-bangun – ScienceDaily

Variasi tingkat energi sel saraf sel saraf tergantung pada keadaan tidur-bangun – ScienceDaily


Diasumsikan bahwa otak memiliki mekanisme homeostatis untuk mencegah penipisan energi sel, yang diperlukan untuk semua aktivitas seluler. Misalnya, aliran darah meningkat, dan oksigen serta glukosa secara aktif dikirim ke wilayah otak tempat aktivitas penembakan saraf terjadi. Selain itu, aliran darah otak dan pengambilan glukosa ke dalam sel berfluktuasi mengikuti variasi aktivitas seluler di otak pada hewan dalam keadaan tidur-bangun. Di bawah mekanisme homeostatis energi otak ini, diasumsikan bahwa status energi sel di otak dapat dipertahankan konstan dalam semua kondisi fisiologis termasuk di seluruh kondisi tidur-bangun hewan. Namun, ini belum terbukti secara eksperimental.

Untuk menyelidiki apakah status energi seluler di otak hewan hidup selalu konstan atau bervariasi, para peneliti mengukur konsentrasi neuronal intraseluler adenosin 5′-trifosfat (ATP), metabolit energi seluler utama, menggunakan sensor fluoresen di otak tikus hidup. Menggunakan serat optik dan mikroskop bidang lebar, mereka menunjukkan variasi tingkat ATP sitosol di seluruh korteks di neuron kortikal tergantung pada keadaan tidur-bangun hewan: Tingkat ATP tinggi selama keadaan terjaga, menurun selama non-REM tidur, dan sangat menurun selama tidur REM. Di sisi lain, aliran darah otak, sebagai parameter metabolisme untuk suplai energi, sedikit meningkat selama tidur non-REM dan sangat meningkat selama tidur REM, dibandingkan dengan keadaan terjaga. Penurunan tingkat ATP neuronal juga diamati dengan anestesi umum pada tikus dan respon terhadap stimulasi listrik otak lokal untuk aktivasi neuronal, sedangkan hemodinamik secara bersamaan ditingkatkan.

Karena tingkat ATP neuronal meningkat di seluruh korteks dalam keadaan terjaga, yaitu ketika permintaan energi sel meningkat, mekanisme otak untuk modulasi energi dapat meningkatkan tingkat ATP neuron secara luas korteks sebagai respons terhadap transisi tidur-ke-bangun. hewan. Sementara itu, penurunan besar tingkat ATP neuron selama tidur REM meskipun terjadi peningkatan simultan hemodinamika otak untuk suplai energi menunjukkan keseimbangan energi negatif dalam neuron, yang mungkin disebabkan oleh promosi khusus tidur REM dari aktivitas konsumsi energi seperti produksi panas. Penurunan yang signifikan dari tingkat ATP di neuron kortikal selama tidur REM diharapkan dapat digunakan sebagai biomarker baru dari tidur REM. Akhirnya, metabolisme energi otak mungkin tidak selalu memenuhi kebutuhan energi neuron, akibatnya menyebabkan fluktuasi fisiologis tingkat ATP intraseluler di neuron.

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Ilmu Kedokteran Tokyo Metropolitan. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Keluaran SGP

Author Image
adminProzen