Hallan papel clave de la respiración en la oxigenación del cerebro

8 de diciembre de 2019

En contraste con el conocimiento aceptado a lo largo de los años, la sangre puede llevar más oxígeno a los cerebros de ratones cuando hacen ejercicio porque el aumento de la respiración acumula más oxígeno en la hemoglobina, así lo reveló un equipo internacional de investigadores, quienes creen que esto podría extrapolarse a todos los mamíferos.

Los resultados se publicaron en la revista Nature Communications.

“Se pensaba que la sangre de los mamíferos siempre estaba completamente saturada de oxígeno“, comentó Patrick J. Drew, distinguido profesor asociado de ingeniería neurológica y neurocirugía, y director asociado del Instituto de Neurociencia de la Universidad Estatal de Pensilvania (Estados Unidos).

Esto significaría que la única forma de llevar más oxígeno al cerebro sería llevar más sangre hacia dicho órgano, incrementando el flujo sanguíneo. Los científicos se interesaron ​​en observar cómo los niveles de oxígeno cerebral se veían afectados por los comportamientos naturales, específicamente por el ejercicio.

“Sabemos que las personas cambian los patrones de respiración cuando realizan tareas cognitivas“, indicó 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“.

No obstante, se desconocía con exactitud lo que estaba sucediendo en el cuerpo, lo que llevó a los investigadores a utilizar ratones que podían elegir ya fuera caminar o correr en una cinta de correr, y monitorearon su respiración, actividad neuronal, flujo sanguíneo y oxigenación cerebral.

“Predijimos que la oxigenación cerebral dependería de la actividad neuronal y del flujo sanguíneo“, señaló Qing Guang Zhang, becario posdoctoral en ciencias de la ingeniería y mecánica. “Esperábamos que la oxigenación disminuyera en la corteza frontal del cerebro si el flujo sanguíneo disminuía.

“Eso fue lo que pensamos que sucedería, pero luego nos dimos cuenta de que era la respiración la que mantenía la oxigenación“.

Explicó que la única forma en que esto podría estar ocurriendo sería que el ejercicio fuera el responsable de que la sangre transportara más oxígeno, lo que significaría que la sangre no estaba completamente saturada de oxígeno.

Los expertos analizaron la oxigenación en la corteza somatosensorial y en la corteza frontal —que es un área involucrada en la cognición—, así como en el bulbo olfativo, un área involucrada en el sentido del olfato, porque son las áreas más accesibles del cerebro.

Utilizaron una variedad de métodos para controlar la respiración, el flujo sanguíneo y la oxigenación. También probaron los niveles de oxigenación mientras suprimían la actividad neuronal y la dilatación de los vasos sanguíneos.

De esta forma, los investigadores hallaron que la oxigenación persistió cuando la actividad neuronal y la hiperemia funcional (aumento del flujo sanguíneo) fueron bloqueadas, que ocurrió tanto en el tejido como en las arterias que alimentan el cerebro, y que estaba estrechamente relacionada  con la tasa de respiración y la fase del ciclo de respiración.

“La respiración aporta una vía dinámica para modular la oxigenación cerebral“, concluyeron los autores.

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