Yüksek enerji talebine sahip olan beynin hassas olduğu noktalardan biri oksijen eksikliğidir. Çünkü oksijen eksikliği yaşanması durumunda enerji üretim süreçlerinde ve beynin mekanizmasında aksama yaşanır. Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nden nörobiyologlar, oksijen tüketimi ile sinir hücrelerinin aktivitesini ilk kez doğrudan ilişkilendirebildiler.

Beyin, vücut kütlesine kıyasla orantısız miktarda enerji gerektirir. Bu enerjinin büyük bir kısmı aerobik (oksijenli) metabolik süreçler tarafından üretilir ve beyindeki oksijen konsantrasyonları sinir hücrelerinin ve glial hücrelerin işlevini etkiler. Bununla beraber, ne kadar oksijenin beyindeki metabolik süreçler boyunca tüketildiği ve bunun nöronal aktivite ile nasıl ilişkili olduğu şimdiye kadar büyük ölçüde bilinmiyordu. Çalışmada yer alan nörobiyologlar Hans Straka, Suzan Özuğur ve Lars Kunz, ilk kez sağlam –işleyişinde herhangi bir sorun olmayan- bir beyinde oksijen tüketimini doğrudan ölçebildi ve bunu sinir hücresi aktivitesi ile ilişkilendirmeyi başardı.

BMC Biology portalında yayınlanan çalışmada Xenopus laevis (Afrika pençeli kurbağası) ile çalışan biliminsanları, beyin ve beyin ventriküllerinden birindeki oksijen konsantrasyonunu belirlemek için elektrokimyasal sensörler kullandı. Beyindeki mevcut oksijen miktarını spesifik olarak kontrol edebildikleri gibi farmakolojik maddeler yardımıyla sinir hücresi aktivitesini engelleyebildiler. Biliminsanları göz hareketlerini kontrol eden sinir hücresi örneğini kullanarak oksijen tüketimi ve sinir hücresi aktivitesi arasındaki ilişkiyi doğrudan kaydetmeyi başardı.

Çalışmanın katılımcılarından olan Hans Straka, “Normal çalışma sırasında oksijenin sadece yüzde 50’sinin sinir hücresi aktivitesi için kullanıldığını gösterebildik. Bu oran gliyal hücreler için ve sinir hücrelerinin temel metabolik hızını korumak için gereklidir. Bununla birlikte, aktivitesinde artış olan sinir hücreleri daha fazla oksijen tüketir” açıklamalarında bulundu.

Bilginin beyinde nasıl işlendiğini daha iyi anlamak için oksijen mevcudiyeti ve beyin aktivitesi arasındaki ilişki hakkında bilgi sahibi olmak önemlidir. Biliminsanlarının sonuçları, beynin enerji dengesine ve oksijen tüketiminin sinir hücrelerinin işlevine etkisine dair gelecek araştırmalara katkı sağlayacaktır.

Kaynak: https://medicalxpress.com/news/2020-07-oxygen-brain.html

Çeviren: Gülseli Kırgıl

Bilim ve Gelecek / 04.07.20