Новый механизм регуляции мозгового кровотока дает представление о лечении инсульта и деменции

Доставка крови к мозгу осуществляется через электрические и кальциевые сигналы, которые долгое время считались независимыми. Однако недавнее исследование показало, что электрические сигналы могут усиливать проникновение кальция в клетки, что способствует распространению их влияния на соседние структуры.

Исследователи обнаружили, что электрическая гиперполяризация в капиллярах происходит благодаря активации каналов Kir2.1, специализированных белков в клеточной мембране. Эти каналы усиливают электрические сигналы, формируя волнообразный электрический сигнал, распространяющийся по капиллярной сети.

Одновременно сигналы кальция, инициируемые рецепторами IP3, высвобождают накопленный кальций в ответ на химические сигналы, регулируя кровоток. Связь E-Ca объединяет эти два процесса: электрические волны усиливают активность кальция, синхронизируя систему и регулируя кровоток.

Эксперты обнаружили, что электрические сигналы повышают активность кальция на 76%, значительно увеличивая его способность влиять на кровоток. При имитации активности мозга сигналы кальция увеличивались на 35%, обеспечивая сбалансированный кровоток.

Авторы отметили, что нарушения мозгового кровотока при заболеваниях мелких сосудов мозга и болезни Альцгеймера могут быть скорректированы с помощью важного кофактора электрической передачи. Текущая работа показывает, что передача сигналов кальция также может быть восстановлена. «Священный Грааль» заключается в замедлении снижения когнитивных функций при раннем восстановлении кровотока.

Открытие подчеркивает важную роль капилляров в управлении кровотоком в мозге и проливает свет на взаимодействие электрических и кальциевых сигналов через электрокальциевую связь. Это важно для лечения неврологических заболеваний, таких как инсульт, деменция и болезнь Альцгеймера. Этот прорыв также углубляет понимание поддержания мозгом энергетического баланса для когнитивных и физических функций.

Источник: Mughal, Amreen et al, Electrocalcium coupling in brain capillaries: Rapidly traveling electrical signals ignite local calcium signals, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024) | DOI: 10.1073/pnas.2415047121. doi.org/10.1073/pnas.2415047121.