大脑对能量的需求很高 对缺氧反应非常敏感

大脑对能量的需求很高，对缺氧反应非常敏感。慕尼黑的路德维希·马克西米利安斯大学(LMU)神经生物学家现在首次成功地将耗氧量与某些神经细胞的活动直接相关。

与体重相比，大脑需要不成比例的能量。该能量主要由耗氧量很大的需氧代谢过程产生。因此，大脑中的氧气浓度是影响神经细胞和神经胶质细胞功能的重要参数。然而，迄今为止尚不清楚大脑中消耗了多少氧气以及它与神经元活动的关系。LMU神经生物学家Hans Straka，SuzanÖzugur和Lars Kunz现在首次成功地在完整的大脑中直接对其进行测量并将其与神经细胞活动相关联。科学家在BMC Biology杂志上报告了他们的结果。

在一个已经建立的动物模型中，即有爪蛙Xenopus laevis的t，科学家们使用电化学传感器来确定大脑和其中一个脑室中的氧气浓度。他们能够在药理物质的帮助下，专门控制大脑可用的氧气量，并抑制神经细胞的活动。以控制眼球运动的神经细胞为例，科学家成功地直接记录了氧消耗与神经细胞活动之间的关系。Straka说：“我们发现在正常的空气饱和环境中，大脑缺氧，这意味着无法检测到氧气。”因此，细胞立即将完全的氧气用于合成能量丰富的物质。如果可获得的大气中氧气浓度的两倍以上，则能量代谢就会饱和，并且大脑中会大量存在氧气。Straka说：“我们还能够证明，在正常手术期间，仅约50%的氧气用于神经细胞活动。”“因此，其他50%的神经胶质细胞和维持神经细胞的基本代谢率是必需的。但是，活性增强的神经细胞会消耗更多的氧气。”因此，胶质细胞和维持神经细胞的基本代谢率还需要另外50%。但是，活动增加的神经细胞会消耗更多的氧气。因此，胶质细胞和维持神经细胞的基本代谢率还需要另外50%。但是，活动增加的神经细胞会消耗更多的氧气。

为了更好地理解大脑中信息的处理方式，了解氧的有效性与大脑活动之间的关系至关重要。科学家的研究结果对此提供了初步的见识，并且为进一步研究大脑在未来的实验中的能量平衡以及测量各种神经细胞功能的耗氧量提供了重要的基础。从医学的角度来看，这也可能是有意义的，例如，以更好地理解大脑缺氧的后果或更好地解释通过成像技术获得的关于大脑活动的信息。