呼吸中枢的重要组成部分

星形以及星形胶质细胞不仅仅是简单的支持细胞在大脑中。在一项新的研究老鼠,卡罗林斯卡医学院的研究人员证明,他们也发挥了关键部分脑干的呼吸中枢和释放炎性分子调节呼吸。结果,提出了在《科学》杂志上eLife可以提供重要的线索,呼吸道疾病的原因,突然意想不到的产后新生儿崩溃(SUPC)。

的控制呼吸对生命至关重要。没有一个适当的回应二氧化碳含量增加,人们可以遭受呼吸障碍,疾病,和恐慌。在最坏的情况下,它会导致过早死亡,如婴儿猝死综合症。而众所周知,呼吸的监管脑干,如何发生这种情况仍然是个谜。众所周知,有控制机制,使身体的反应变化的血药浓度的二氧化碳,从而防止死亡。Eric Herlenius卡罗林斯卡医学院的研究小组曾表明,分子前列腺素E2 (PGE2),通常公布在发炎和发烧,在脑干触发高水平的二氧化碳,影响呼吸的模式和特点。集团现在已经表明,所谓non-neuronal星形胶质细胞在脑干的呼吸中枢分泌这种分子。

“星形胶质细胞曾经认为只是作为一种粘合剂,在大脑的一切。然后他们被认为仅仅是管家提供结构和代谢支持神经元。然而,新的研究表明,它们参与几个至关重要的过程,包括呼吸,”Eric Herlenius说,儿科教授的妇女和儿童的健康。“我们的研究表明,星形胶质细胞呼吸的调节发挥重要作用通过影响神经元及其网络活动。”

在呼吸研究星形胶质细胞的作用,研究人员使用的一个内部开发的技术,部分脑干鼠标是保存在一个特殊的培养皿。数周神经元和星形胶质细胞继续是相互关联的,并且可以传递信号并产生有节奏的运动神经元活动当作“呼吸”。星形胶质细胞的老鼠与荧光标记分子,并包含一个受体,研究人员可以刺激为了激活它们。虽然大多数的星形胶质细胞似乎不参与节奏的一代,他们中的一些人形成了自己的呼吸中枢功能网络,显示有节奏的活动类似于神经元。这些星形胶质细胞与神经元集成,因此呼吸影响他们的活动。

“我们知道信号之前灵感的星形胶质细胞有能力但不有这种星形胶质细胞对神经元的连接,”该研究的主要作者大卫Forsberg说,博士生在同一部门。“我们的假设是星形胶质细胞调整呼吸过程的帮助下炎性分子PGE2,这样链接呼吸系统炎症。”

有趣的是,星形胶质细胞的作用似乎两脑干呼吸中枢之间的不同,进行了研究。在一个,星形胶质细胞激活引起的神经元活动的增加,同时,神经元活动仍不受影响。这说明不同类型的星形胶质细胞的存在,和不同分布在脑干。

星形胶质细胞的激活也造成了PGE2水平,削弱了呼吸中枢对高CO2浓度的反应,这表明星形胶质细胞变得疲惫。PGE2以来发布的发炎和发烧期间,研究人员认为,这些条件二氧化碳扰乱正常的生理反应,这可能导致潜在的威胁生命的呼吸问题。

“我们现在想知道如果像SUPC星形胶质细胞疲劳可以解释现象,当新生儿突然出现呼吸问题,“Forsberg博士说。”婴儿出生时触发一个强大的应激反应,产生PGE2水平高。这对新生儿有很大好处,但我们认为这可能是危险的结合高水平的二氧化碳。”