Cómo influye el calcio en el flujo sanguíneo que llega al cerebro

Un equipo de investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Maryland y la Universidad de Vermont ha descubierto cómo el cerebro es capaz de comunicarse con los vasos sanguíneos cuando requiere de energía y cómo estos vasos responden relajándose o contrayéndose para dirigir el flujo. 

Así lo explica un comunicado emitido por la Universidad de Maryland en referencia al estudio publicado el pasado 21 de julio en la revista Sciences Advances. "El cerebro depende de los cientos de kilómetros de vasos sanguíneos que contiene para suministrar energía fresca a través de la sangre", pero hasta ahora no se sabía con exactitud cómo expresa dicha necesidad de energía.

Mecanismos que garantizan que la energía llega al cerebro

En este sentido, el equipo de expertos asegura que comprender este proceso puede ayudar "a determinar qué sale mal en condiciones como la enfermedad del Alzheimer y la demencia, donde el flujo sanguíneo defectuoso es un predictor de deterioro cognitivo". Así, "si el cerebro no lleva sangre a donde la necesita cuando la necesita, las neuronas se estresan y, con el tiempo, se deterioran", lo que puede dar lugar a procesos de deterioro cognitivo y dificultades en la memoria.

"Hay dos mecanismos que funcionan en conjunto para garantizar que la energía
llegue al cerebro".

"Parece haber dos mecanismos que funcionan en conjunto para garantizar que la energía en forma de sangre llegue a regiones específicas del cerebro: una amplia y la otra precisa", subraya Thomas Longden, PhD, profesor asistente de fisiología en la Universidad de Maryland. 

"El primer mecanismo eléctrico es como un enfoque de mazo para llevar más sangre a la vecindad general de la actividad cerebral incrementada mediante el control de las arteriolas de tamaño mediano, y luego las señales de calcio capilar aseguran un ajuste fino exquisito para asegurarse de que la sangre llegue exactamente a la en el lugar correcto en el momento correcto a través de los capilares diminutos", añade el experto.

¿Cuál es el papel del calcio en todo este proceso?

Para llevar a cabo la investigación, el equipo utilizó una proteína que desprende una luz verde cuando aumenta el calcio en la célula. De tal manera que activaron dicha herramienta en "las células que recubren los vasos sanguíneos de los ratones". El segundo paso consistió en realizar una abertura en el cráneo de dichos animales para comprobar cómo actuaba el calcio en el control del flujo sanguíneo en los capilares del cerebro.

El equipo detectó 5.000 señales de calcio por segundo.

"Cuando las células que recubren los vasos sanguíneos recibieron un influjo de calcio, brillaron de color verde", añaden en el comunicado. De tal manera que los expertos fueron capaces de detectar hasta 5.000 señales de calcio por segundo en estos capilares.

Tras diseccionar y analizar en detalle todo este proceso, los especialistas descubrieron que "cuando las neuronas disparan señales eléctricas, provocan un aumento de calcio en las células que recubren los vasos sanguíneos". Después, las enzimas "detectan el calcio y dirigen a las células a producir óxido nítrico", que hace que "las células alrededor de los vasos sanguíneos se relajen". Esto permite que se ensanchen los vasos y que fluya más sangre.

"Revelamos un universo desconocido de señales de calcio en los capilares y, al igual que los semáforos, estas señales de calcio dirigen nutrientes vitales a las neuronas activas cercanas", ha explicado el coautor principal Mark T. Nelson.