Patrick J. Drew, distinguido profesor asociado de ingeniería neuronal y neurocirugía de Huck y director asociado del Instituto Penn State de Neurociencia, comenta que en general se pensaba que la sangre de los mamíferos siempre se encuentra saturada de oxígeno, en condiciones normales por supuesto.

Sin embargo, una nueva investigación en la que participó demostró que, contrario a esta idea, cuando se hace ejercicio la sangre puede ir más cargada de oxígeno a los cerebros porque el aumento de la respiración acumula más oxígeno en la hemoglobina.

El hallazgo, publicado en la revista Nature Communications, sugiere que una forma de llevar más oxígeno al cerebro es aumentando el flujo sanguíneo, cagando de esta molécula. Los investigadores probaron esto en experimentos con ratones, pero creen que esto aplica para todos los mamíferos.

Oxigenación cerebral y flujo sanguíneo

Los investigadores estaban interesados en determinar el impacto de los comportamientos naturales como el ejercicio sobre los niveles de oxígeno cerebral. Ya estaban al tanto de que la respiración se ajusta a la tarea que desarrolle el individuo, sin embargo aún no estaban claros los procesos involucrados.

“Sabemos que las personas cambian los patrones de respiración cuando realizan tareas cognitivas”, dijo Drew. “De hecho, la fase de respiración se ajusta a la tarea en cuestión. En el cerebro, los aumentos en la actividad neuronal generalmente van acompañados de aumentos en el flujo sanguíneo”.

Entonces experimentaron con ratones que podían elegir caminar o correr en una cinta de correr y monitorearon varios aspectos de interés: respiración, actividad neuronal, flujo sanguíneo y oxigenación cerebral mientras lo hacían.

Según Qing Guang Zhang, becario postdoctoral en ciencias de la ingeniería y mecánica, esperaban que la oxigenación disminuyera en la corteza frontal del cerebro ante una caída del flujo sanguíneo. “Eso fue lo que pensamos que sucedería, pero luego nos dimos cuenta de que era la respiración la que mantenía la oxigenación”.

“Predijimos que la oxigenación cerebral dependería de la actividad neuronal y el flujo sanguíneo”, afirmó.

La importancia de la respiración en la oxigenación

Los investigadores aplicaron una variedad de métodos para controlar la respiración, el flujo sanguíneo y la oxigenación, incluso mientras suprimían la actividad neuronal y la dilatación de los vasos sanguíneos a fin de observar sus efectos.

“La oxigenación persistió cuando la actividad neuronal y la hiperemia funcional (aumento del flujo sanguíneo) fueron bloqueadas, ocurrieron tanto en el tejido como en las arterias que alimentan el cerebro, y estaban estrechamente relacionadas con tasa de respiración y la fase del ciclo de respiración”.

El estudio reveló que la sangre normalmente no está saturada de oxígeno por completo, y que en efecto, el ejercicio podía hacer que esta transportara más oxígeno al cerebro.Concluyen que “la respiración proporciona una vía dinámica para modular la oxigenación cerebral”.

Referencia:

Cerebral oxygenation during locomotion is modulated by respiration. https://www.nature.com/articles/s41467-019-13523-5

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