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2008年12月20日

746 脳が働くとその部分の血の巡りが良くなるという話

人が眼で物を見ると、脳の視覚関連領域でのブドウ糖の代謝が増し、その部分での脳血流も増えます。ポジトロンCTでは、フッ素18標識のFDGを使って脳局所ブドウ糖代謝を見ることが出来ますし、酸素15で標識した水をトレーサーとすれば脳血流を見ることが出来ます。

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最近ではファンクショナルMRIという方法があって、放射線薬剤を使わなくても核磁気共鳴を利用して脳内の信号変化から脳血流を測定する事が出来るようになりました。この方法は短い時間内での脳血流の変化を捉えやすい事から、脳における視覚生理学の発展に大いに役立つ事になりました。

先に紹介した脳表面の血流変化から人が見ている映像を推定できるという方法(2008年12月12日 741 脳から知覚映像を読み出す(neuron 誌論文)を見て。)はこれを利用したものでした。

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しかし、意外な事に、脳が働くとその部分の血の巡りが良くなるという事についてはなぜそのようなことが起きているのかが明らかには説明されてはいなかったのです。
 
 つい先日ネイチャーに発表された論文は、アストロサイトがその調節に関与していて、細胞外のプロスタグランジンE2が増加すると付近の血管拡張が起きると説明されています。実はもう少し話はややこしくて私にもまだ完全には理解できていません。お話にはアデノシンなども出てきますのでアデノシンA1受容体も研究テーマに含めている私たちの研究テーマにも関係は有りそうです。

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ーーー引用開始ーーーーー
nature 2008年12月11日号
Vol.456 No7223 / P.745-749

脳の代謝がアストロサイトによる細動脈調節の方向性を指示する

Grant R. J. Gordon1, Hyun B. Choi1, Ravi L. Rungta1, Graham C. R. Ellis-Davies2 & Brian A. MacVicar1

1.Brain Research Centre, Department of Psychiatry, University of British Columbia, British Columbia T2N 2B5, Canada
2.Department of Pharmacology & Physiology, Drexel University College of Medicine, Philadelphia, Pennsylvania 19102, USA

Correspondence to: Brian A. MacVicar1 Correspondence and requests for materials should be addressed to B.A.M. (Email: bmacvicar@brain.ubc.ca).

アストロサイトのカルシウムシグナル伝達は、細動脈の血管収縮あるいは血管拡張を引き起こすことにより、ニューロン活動の変化と脳血流の変動を連動させる。ところが、代謝所要量が動的に変化する環境中で、アストロサイトのこのような正反対の作用が血管緊張の適切な変化をもたらす仕組みはまだわかっていない。今回我々は、アストロサイトが血管収縮を抑えて血管拡張を誘導する能力は、ラット脳組織の代謝状態に依存することを示す。利用可能な酸素が減少しアストロサイトのカルシウム濃度が上昇すると、アストロサイトの解糖と乳酸放出が最大となる。細胞外の乳酸は、細胞外からのプロスタグランジンE2の輸送体による取り込みを減少させ、その結果、細胞外にはプロスタグランジンE2が蓄積し、それに続いて血管拡張が起こる。低酸素濃度条件では、細胞外アデノシンも増加し、これがアストロサイト介在性血管収縮を妨げて血管拡張を促進する。これらの結果は、脳血流の調節における代謝産物の役割を示しており、脳の活性化状態の違いに応じてアストロサイトの脳血管径調節機構が変化する仕組みを明らかにしている。
ーーーーー引用終了ーーーー

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尤も、有名な科学雑誌のネイチャーに発表されたから常に正しいというわけでは有りませんが、これから脳機能を脳血流で説明しようという論文では普遍的に引用される事になりそうな気がします。

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 脳血流と代謝”Journal of cerebral blood flow and metabolism”という長い名前の雑誌が有り、それをテーマとした国際学会International society of cerebral blood flow and metabolismも有ります。この学会はポジトロンCTで脳の研究をするような研究者には主要な国際学会です。その昔コペンハーゲンで開催されたときには演題を持って出かけていったのは懐かしい思い出です。

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今日も最後まで眼を通してくださりありがとうございます。

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