Ein seufzer der erleichterung: neue entdeckung könnte atmungsprobleme helfen


Ein seufzer der erleichterung: neue entdeckung könnte atmungsprobleme helfen

Wir alle tun es - so lange, tiefer Atem, der als "Seufzer" bekannt ist, um unsere Traurigkeit, Erleichterung oder Erschöpfung auszudrücken. Aber Sie könnten überrascht sein zu lernen, dass Seufzen ist eigentlich entscheidend für die Lungenfunktion, und Wissenschaftler haben nun die Gehirnzellen, die dafür verantwortlich sind, festgestellt.

Obwohl wir oft aus Erleichterung, Müdigkeit oder Traurigkeit seufzen, ist Seufzen für die Lungenfunktion entscheidend.

Jack Feldman, Professor für Neurobiologie an der David Geffen School of Medicine an der University of California-Los Angeles (UCLA), und Kollegen veröffentlichen die Details ihrer Entdeckung in der Zeitschrift Natur .

Laut Feldman ist ein Seufzer ein tiefer Atem, aber es ist kein freiwilliger. "Es fängt als normaler Atem an, aber bevor Sie ausatmen, nehmen Sie einen zweiten Atemzug darüber."

Die durchschnittliche Person seufzt alle 5 Minuten - gleich etwa 12 mal pro Stunde. Das klingt übertrieben, aber wir müssen das oft seufzen, damit unsere Lungen richtig funktionieren.

Seufzen ist erforderlich, um die Alveolen in die Lunge aufzublasen - die winzigen Säcke, die es ermöglichen, dass sich Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Lungen und dem Blutkreislauf bewegen. Allerdings können einige dieser Alveolen zusammenbrechen.

"Wenn Alveolen zusammenbrechen, kompromittieren sie die Fähigkeit der Lunge, Sauerstoff und Kohlendioxid auszutauschen", erklärt Feldman. "Der einzige Weg, um sie wieder zu öffnen, ist zu seufzen, was zweimal das Volumen eines normalen Atems bringt Seufzen, deine Lungen werden im Laufe der Zeit scheitern."

Zwei Gruppen von Neuronen gefunden, um Seufzer zu kontrollieren

Während Seufzen entscheidend für die Gesundheit ist, gibt es Situationen, in denen es ein Problem werden kann.

Seufzen können in Reaktion auf psychischen Stress zu erhöhen, was bedeutet, Menschen mit Depressionen, Angststörungen und andere psychische Erkrankungen können übermäßiges Seufzen, die schwächen wird.

Es gibt zwei Gruppen von etwa 200 Neuronen (hervorgehoben) im Hirnstamm, die das Seufzen kontrollieren.

Bildnachweis: Krasnow lab / Stanford

Auf der anderen Seite gibt es einige Bedingungen, die es schwierig für eine Person zu seufzen, wie Atemwegserkrankungen, was bedeutet, dass ihre Lungenfunktion kann kompromittiert werden.

Für ihre Studie haben sich Feldman und Kollegen darum bemüht, ein besseres Verständnis dafür zu gewinnen, welche Rolle das Gehirn im Seufzen- und Atemrhythmus spielt - Informationen, die eines Tages Menschen helfen können, die schwächende Seufzer erleben oder Schwierigkeiten haben, zu seufzen.

Bisherige Forschung hat Peptide im Gehirn - einschließlich Frosch Bombesin - identifiziert, die das Seufzen bei Nagetieren beeinflussen können, obwohl die Mechanismen, die der Freisetzung solcher Peptide zugrunde liegen, unklar waren.

Mit dem Ziel, dieses Geheimnis zu entschlüsseln, analysierten die Forscher mehr als 19.000 Genexpressionsmuster in den Gehirnzellen von Mäusen und identifizierten etwa 200 Neuronen oder Gehirnzellen im Hirnstamm, die für die Herstellung und Freisetzung von Bombesin-ähnlichen Peptiden verantwortlich sind.

Weitere Untersuchungen zeigten, dass diese Peptide eine weitere Gruppe von 200 Neuronen stimulierten, die die Atemmuskulatur von Mäusen führten, um die Anzahl der erzeugten Seufzer deutlich zu erhöhen, von etwa 40 Stunden auf über 400.

"Diese molekularen Wege sind kritische Regulatoren des Seufzierens und definieren den Kern eines Seufzer-Kontrollkreises", sagt Studienkoordinator Mark Krasnow, Professor für Biochemie an der Stanford University School of Medicine in Kalifornien.

Befunde können Tür zum Drogenziel öffnen

Die Forscher sagen, ihre Ergebnisse bieten Einblick in, wie Netzwerke von Zellen in den Hirnstamm regulieren Atem-Rhythmus.

"Im Gegensatz zu einem Herzschrittmacher, der nur regelt, wie schnell wir atmen, kontrolliert das Gehirn Atemzentrum auch die Art des Atems, den wir nehmen", erklärt Krasnow.

"Es besteht aus kleinen Zahlen von verschiedenen Arten von Neuronen, jeder funktioniert wie ein Knopf, der eine andere Art von Atem anwendet.Ein Knopf programmiert regelmäßige Atemzüge, ein weiterer Seufzer, und die anderen könnten für Gähnen, Schnupfen, Husten und vielleicht sogar sein Lacht und weint."

Feldman fügt hinzu:

Das Seufzen scheint durch die wenigsten Neuronen geregelt zu sein, die wir mit einem fundamentalen menschlichen Verhalten verbunden haben. Einer der heiligen Gräber in der Neurowissenschaft ist herauszufinden, wie das Gehirn das Verhalten kontrolliert. Unsere Entdeckung gibt uns Einblicke in Mechanismen, die viel komplexeren Verhaltensweisen unterliegen können."

Darüber hinaus, weil die in den Gehirnzellen von Mäusen identifizierten Peptide auch im menschlichen Gehirn gefunden werden, sagen die Forscher, dass es möglich sein kann, die Peptid-produzierenden Wege mit Medikamenten zu zielen, um das Seufzen beim Menschen zu kontrollieren.

Dennoch bemerken die Forscher, dass die zugrunde liegenden Gehirnmechanismen des bewussten Seufzens unklar sind, und das ist etwas, das weitere Untersuchungen rechtfertigt.

"Es gibt sicherlich einen Bestandteil des Seufzens, der sich auf einen emotionalen Zustand bezieht." Wenn Sie zum Beispiel betont werden, seufzen Sie mehr ", sagt Feldman." Es kann sein, dass Neuronen in den Gehirnbereichen, die Emotionen verarbeiten, die Freisetzung der Seufzer Neuropeptide - aber das wissen wir nicht."

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