การศึกษาด้วยเมาส์เผยเซ็นเซอร์กลไกที่ช่วยควบคุมการหายใจ
นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังตรวจสอบสิ่งที่ทำให้ปอดไม่ให้พองเกินสามารถหยุดหายใจได้ สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ การ ทดลองในหนูทดลองได้ระบุโปรตีนที่สัมผัสได้เมื่อปอดเต็มไปด้วยอากาศ โปรตีนนี้ช่วยควบคุมการหายใจในหนูที่โตเต็มวัยและทำให้หนูแรกเกิดหายใจได้ นักวิจัยรายงานออนไลน์ในวันที่ 21 ธันวาคมในNature
หากโปรตีนมีบทบาทคล้ายคลึงกันในมนุษย์ และผลการศึกษาบางชิ้นแนะนำว่าเป็นเช่นนั้น การสำรวจกิจกรรมของโปรตีนอาจช่วยอธิบายความผิดปกติต่างๆ เช่น ภาวะหยุดหายใจขณะหลับหรือโรคปอดอุดกั้นเรื้อรัง
ชาบิห์ ฮาซัน นักประสาทวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยคัลการีในแคนาดา ผู้เชี่ยวชาญด้านความผิดปกติของการหายใจในทารกแรกเกิดกล่าวว่า “สิ่งเหล่านี้ทำได้ดีมาก เป็นการศึกษาที่สง่างามมาก” นักวิจัยทราบดีว่าเสียงสะท้อนกลับระหว่างปอดกับสมองช่วยให้หายใจเป็นปกติ แต่ “งานวิจัยชิ้นนี้ทำให้เราเข้าใจในระดับเซลล์” Hasan กล่าว “มันเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญ”
โปรตีนที่เรียกว่า Piezo2 สร้างช่องในเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทในปอด เมื่อปอดยืดออกไป ช่องสัญญาณ Piezo2 จะตรวจจับความผิดเพี้ยนที่เกิดจากแรงทางกลของการหายใจและสปริงเปิดออก กระตุ้นให้เส้นประสาทส่งสัญญาณ
นำโดยนักประสาทวิทยา Ardem Patapoutian นักวิจัยค้นพบว่าช่องสัญญาณส่งสัญญาณไปตามเส้นทางที่แตกต่างกันสามเส้นทาง หนูพันธุ์ขาด Piezo2 ในกลุ่มเซลล์ประสาทที่ส่งข้อความไปยังไขสันหลังมีปัญหาในการหายใจและเสียชีวิตภายใน 24 ชั่วโมง ในทำนองเดียวกัน หนูแรกเกิดขาดช่อง Piezo2 ในเส้นประสาทที่สื่อสารกับก้านสมองผ่านโครงสร้างที่เรียกว่าปมประสาทคอก็ตายเช่นกัน
หนูที่ไม่มี Piezo2 ในปมประสาท nodose ซึ่งเป็นโครงสร้างที่เชื่อมโยงกับก้านสมองนั้นมีชีวิตอยู่จนถึงวัยผู้ใหญ่ แต่การหายใจของพวกมันผิดปกติและกลไกความปลอดภัยที่สำคัญในปอดของหนูเหล่านี้ไม่ได้ผล เรียกว่ารีเฟล็กซ์ Hering-Breuer ซึ่งจะเริ่มทำงานเมื่อปอดตกอยู่ในอันตรายจากการพองตัวมากเกินไป เมื่อทำงานอย่างถูกต้อง สัญญาณของ Piezo2 จะป้องกันภาวะเงินเฟ้อเกินที่อาจเป็นอันตรายได้โดยการหยุดหายใจชั่วคราว การหยุดหายใจนี้อาจเป็นอันตรายในกรณีอื่นๆ แต่ป้องกันความเสียหายได้ในกรณีนี้
“การหายใจเป็นกระบวนการทางกล”
Patapoutian นักวิจัยจากสถาบัน Howard Hughes Medical Institute จากสถาบันวิจัย Scripps ในลาจอลลา รัฐแคลิฟอร์เนีย กล่าว “โดยสัญชาตญาณ คุณสามารถจินตนาการได้ว่าเซ็นเซอร์การยืดของปอดอาจมีบทบาทสำคัญในการควบคุมรูปแบบการหายใจ อย่างไรก็ตาม น่าประหลาดใจที่ไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดสำหรับกลไกการตอบรับดังกล่าว”
งานก่อนหน้าในหนูโดย Patapoutian และเพื่อนร่วมงานพบว่าช่องสัญญาณ Piezo2 มีบทบาทสำคัญในการสัมผัส ช่องทางยังทำงานในการรับรู้ความรู้สึกว่าส่วนต่างๆของร่างกายมีความสัมพันธ์กันอย่างไร Patapoutian และเพื่อนร่วมงานรายงานเมื่อปีที่แล้ว
ผลการศึกษาล่าสุด 2 ชิ้นโดยทีมวิจัยต่างๆ พบว่าผู้ที่มีการกลายพันธุ์ในยีน Piezo2 มีปัญหาเรื่องการสัมผัส การรับรู้และการหายใจ แม้ว่าจะมีขนาดเล็ก แต่การศึกษาชี้ให้เห็นว่าการตรวจสอบ Piezo2 ในคนสามารถให้ความกระจ่างเกี่ยวกับความผิดปกติของการหายใจหรือปัญหาอื่นๆ ช่องโปรตีนอาจมีบทบาทในการรับรู้ถึง “ความอิ่ม” ของกระเพาะอาหารและกระเพาะปัสสาวะ และบางทีอาจเป็นกระบวนการทางกลอื่นๆ เช่น การควบคุมอัตราการเต้นของหัวใจ Patapoutian กล่าว
การตรวจสอบ Piezo2 ยังช่วยอธิบายว่าปอดของทารกแรกเกิดเปลี่ยนจากการเติมของเหลวไปเป็นอากาศหายใจได้อย่างไร นักประสาทวิทยา Christo Goridis จากÉcole des Neurosciences Paris กล่าว
เบาะแสความทรงจำอาจมาจากสัตว์อื่นๆ ที่ได้รับการดัดแปลงสมองอย่างรุนแรงตลอดช่วงอายุขัยของพวกมัน เมื่อหนอนผีเสื้อเปลี่ยนเป็นแมลงเม่าสมองของพวกมันก็เปลี่ยนไปอย่างมาก นักวิจัยพบว่าแมลงเม่าที่เรียนรู้ว่าเป็นหนอนผีเสื้อเพื่อหลีกเลี่ยงกลิ่นบางอย่างที่จับคู่กับความตกใจนั้นยึดถือข้อมูลนั้นไว้ แม้ว่าจะมีสมองที่ต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงก็ตาม
ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกันมาจากสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม เช่น กระรอกดินอาร์กติก ซึ่งตัดการเชื่อมต่อ synaptic ของมันอย่างหนาแน่นเพื่อประหยัดพลังงานในช่วงอาการมึนงงในฤดูหนาว ภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากที่กระรอกตื่น การเชื่อมต่อ synaptic ที่ตัดแต่งแล้วจะกลับมา น่าแปลกที่ความทรงจำเก่าๆ บางอย่างดูเหมือนจะเอาชีวิตรอดจากประสบการณ์นั้น กระรอกได้แสดงให้เห็นแล้วว่าสามารถจำกระรอกที่คุ้นเคยได้ เช่นเดียวกับวิธีการแสดงท่าทางต่างๆ เช่น การกระโดดระหว่างกล่องและการคลานผ่านท่อ แม้แต่ทารกของมนุษย์ก็ยังรักษารสชาติและความทรงจำที่ดีตั้งแต่สมัยอยู่ในครรภ์ แม้ว่าสมองจะมีการเปลี่ยนแปลงอย่างมากก็ตาม สล็อตฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
