Neue Erkenntnisse darüber, wie rote Blutkörperchen Sauerstoff von der Lunge zu Gewebe liefern, kann bedeuten, dass es Zeit ist, die Textbücher auf die Art und Weise, wie der Atmungszyklus funktioniert, umzuschreiben.

Forscher sagen, dass der Atmungszyklus ein Drei-Gassystem ist, das Sauerstoff, Kohlendioxid und Stickoxid einschließt.

In dem Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften , Kardiologe Jonathan Stamler, ein Professor für Medizin an der Fall Western Reserve University School of Medicine in Cleveland, OH, und Kollegen beschreiben, wie sie eine Studie, die den Atmungszyklus zeigt, umfasst drei Gase und nicht nur zwei.

Die aktuelle Konvention beschreibt den Atemzyklus als Blut, um zwei Gase zu transportieren - Sauerstoff und Kohlendioxid. Rote Blutzellen holen frisch inhalierten Sauerstoff aus den Lungen auf und tragen ihn zu Zellen in den Geweben des Körpers und bringen Kohlendioxid zurück - ein Abfallprodukt des Stoffwechsels - aus den Lungen ausgeatmet zu werden.

Aber aus dem, was sie gefunden haben, argumentieren Prof. Stamler und Kollegen, dass der Atmungszyklus auch ein drittes Gas-Stickstoff-Oxid umfasst - das die Freisetzung von Sauerstoff aus roten Blutkörperchen in die Gewebe steuert, die es brauchen.

In ihrer Studie zeigen sie, dass Hämoglobin - das Protein in roten Blutkörperchen, das Sauerstoff aus der Lunge aufnimmt - auch Stickstoffmonoxid tragen muss, um die Blutgefäße zu öffnen und den Sauerstoff zu den Geweben zu versorgen.

Prof. Stamler sagt, dass "Blutfluss zu Geweben in den meisten Fällen wirklich wichtiger ist, als wie viel Sauerstoff von Hämoglobin getragen wird." Der Atmungszyklus ist also eigentlich ein Drei-Gas-System."

Er und seine Kollegen sagen, dass ihre Erkenntnisse unser Verständnis des Atmungszyklus verwandeln und Leben retten können.

Studie zeigt molekulare Basis der Blutflusskontrolle im Atmungszyklus

Seit einiger Zeit haben Ärzte bekannt, dass es ein Ungleichgewicht zwischen der Menge des im Blut transportierten Sauerstoffs und der Menge gibt, die an Gewebe geliefert wird - aber nicht warum.

Prof. Stamler sagt, dass ihre Studie zeigt, dass sie die molekulare Basis entdeckt haben, was den Blutfluss im Atemzyklus kontrolliert. Die Mannschaft glaubt, dass Stickstoffmonoxid der Schlüssel zur Sauerstoffversorgung ist - und ohne sie kann der Atemzyklus nicht laufen. Prof. Stamler erklärt:

"Es ist im Hämoglobin-Protein selbst, das die Fähigkeit hat, das Stickoxid zusammen mit Sauerstoff zu liefern."

In früheren Arbeiten zeigte das Team den Zyklus mehr als nur einen Austausch von Kohlendioxid und Sauerstoff. Sie entdeckten rote Blutkörperchen und trennten auch Stickstoffmonoxid, aber die zugrunde liegende Biologie war nicht klar.

In dieser neuen Studie zeigen die Forscher, wie Stickstoffmonoxid den Blutfluss in kleinen Blutgefäßen im Gewebe in einem Prozess, der als "Blutfluss-Autoregulation" bekannt ist, kontrolliert.

Für ihre Untersuchung, benutzten sie Mäuse entwickelt, um die Fähigkeit, Stickstoffmonoxid in ihren roten Blutgefäßen zu tragen fehlt.

Unfähigkeit, Stickstoffmonoxid in roten Blutkörperchen zu tragen bedeutet, dass kein Sauerstoff in Gewebe gelangt

Sie fanden, dass die Mäuse ihr Muskelgewebe nicht mitbringen konnten - ihre Blutflussautoregulation funktionierte einfach nicht in Abwesenheit von Stickstoffmonoxid. Obwohl ihre roten Blutzellen in der Lage waren, eine volle Ladung Sauerstoff zu tragen - sie konnten sie einfach nicht entladen.

Und als die Forscher in den Mäusen leichte Sauerstoffentzug (Hypoxie) induzierten, sank der Blutfluss zu ihren Organen scharf und löste Herzinfarkte und Herzinsuffizienz aus.

Bei normalen Mäusen führt der Mangel an Sauerstoff zu einer Spike im Blutfluss, so dass mehr oxygeniertes Blut Gewebe und Zellen erreicht. Dies geschah nicht bei den Mäusen, deren rote Blutkörperchen an Stickstoffmonoxid fehlten.

Prof. Stamler erklärt, wie die Mäuse rote Blutkörperchen hatten ", die bei allen traditionellen Maßnahmen völlig normal sind, Sauerstoff zu tragen und sie freizusetzen und dann Kohlendioxid aufzuheben, doch können diese Tiere ihre Gewebe nicht mit Sauerstoff versorgen. Mangel an Stickstoffmonoxid in roten Blutkörperchen, Sauerstoff Mangel konnte keine Vasodilatation hervorrufen, was für die Erhaltung des Lebens wesentlich ist, wie wir es kennen."

Die Studie zeigt, dass, wenn der Mechanismus, der Stickstoffmonoxid aus der Aminosäure-Bindungsstelle im Hämoglobin freisetzt, die Blutgefäße erweitert und Sauerstoff-reiche rote Blutkörperchen in das Gewebe fließen lässt.

Die Ergebnisse zeigen auch, dass der Blutfluss nicht gerade unter der Kontrolle von Blutgefäßen liegt - auch rote Blutkörperchen sind beteiligt. Dies wurde bisher nicht geschätzt, mit einigen Wissenschaftlern Hypothesen stattdessen, dass der Mangel an Blutfluss, die Herzinfarkte und Schlaganfälle verursacht, ist nichts mit roten Blutkörperchen zu tun - es geht darum, was in Blutgefäßen passiert. Die Autoren schlagen vor, diese Ansicht muss überarbeitet werden, wie Prof. Stamler erklärt:

"Innerhalb der Gewebe bilden die winzigen Gefäße und die roten Blutzellen zusammen die kritische Einheit, die den Blutfluss kontrolliert. Rote Blutzellen-Dysfunktion ist wahrscheinlich ein verborgener Beitrag zu Erkrankungen des Herzens, der Lunge und des Blutes wie Herzinfarkt, Herzinsuffizienz, Schlaganfall Und ischämische Verletzung der Nieren."

Implikationen für Bluttransfusionen und die Blutversorgung der Nation

Die Studie hat auch Auswirkungen auf Bluttransfusionen. Die jüngsten Beweise zeigen, dass Bluttransfusionen ohne Stickstoffmonoxid mit einem höheren Risiko von Herzinfarkten, Krankheit und Tod verbunden sind.

Prof. Stamler sagt, dass die in diesen Fällen gemeldeten Wirkungen ähnlich dem sind, was sie bei den Mäusen beobachteten - der gemeinsame Faktor ist der Mangel an Stickstoffmonoxid.

"Es ist nicht genug, um den Sauerstoffgehalt des Blutes durch Transfusion zu erhöhen, wenn der Stickstoffmonoxid-Mechanismus erschossen wird, kann Sauerstoff es nicht zu seinem Ziel machen. Wir wissen, dass Blut in einer Blutbank in Stickstoffmonoxid mangelhaft ist, so dass Blut, das Blut verursachen kann Einstecken von Blutgefäßen in Gewebe, was die Dinge schlimmer macht ", bemerkt er und schließt:

Im Wesentlichen kann der Blutfluss nicht ohne Stickoxid oxidieren (erhöhen). In Bezug auf die Entwicklung zukünftiger Therapien, muss das Ziel die Wiederherstellung der roten Blutkörperchen-Funktion, komplett mit Stickstoff-Oxid Lieferfähigkeit. Wie für die Blutversorgung der Nation, sollte das Blut mit Stickoxid gefüllt werden."

Fonds für die Forschung kam von der National Institutes of Health, Verteidigung Advanced Research Projects Agency, Fall Western Reserve University School of Medicine und University Hospitals Case Medical Center.

Im Jahr 2013, Medical-Diag.com Gelernt von einer anderen kleinen Studie, die die Haltbarkeit von Blut vorgeschlagen wurde, ist näher als 3 Wochen. In Blutbanken ist die Standard-Haltbarkeit von Blut für die Transfusion 6 Wochen, aber die Forschung von einem Experten von der Johns Hopkins University School of Medicine geführt festgestellt, dass nach 3 Wochen sind rote Blutkörperchen nicht mehr flexibel genug, um durch das winzige Blut zu quetschen Schiffe, um Sauerstoff zu liefern, wo es am dringendsten benötigt wird.

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