Tonic Local Brain Blood Flow Control by Astrocytes Independent of Phasic Neurovascular Coupling
Notice bibliographique
Résumé
According to the current model of neurovascular coupling, blood flow is controlled regionally through phasic changes in the activity of neurons and astrocytes that signal to alter arteriole diameter. Absent in this model, however, is how brain blood flow is tonically regulated independent of regional changes in activity. This is important because a large fraction of brain blood flow is required to maintain basal metabolic needs. Using two-photon fluorescence imaging combined with patch-clamp in acute rat brain slices of sensory-motor cortex, we demonstrate that reducing resting Ca(2+) in astrocytes with intracellular BAPTA causes vasoconstriction in adjacent arterioles. BAPTA-induced vasoconstriction was eliminated by a general COX blocker and the effect is mimicked by a COX-1, but not COX-2, antagonist, suggesting that astrocytes provide tonic, steady-state vasodilation by releasing prostaglandin messengers. Tonic vasodilation was insensitive to TTX, as well as a variety of synaptic and extrasynaptic receptor antagonists, indicating that the phenomenon operates largely independent of neural activity. Using in vivo two-photon fluorescence imaging of the barrel cortex in fully awake mice, we reveal that acute COX-1 inhibition reduces resting arteriole diameter but fails to affect vasodilation in response to vibrissae stimulation. Our findings demonstrate that astrocytes provide tonic regulation of arterioles using resting intracellular Ca(2+) in a manner that is independent of phasic, neuronal-evoked vasodilation. Significance statement: The brain requires both phasic and tonic regulation of its blood supply to service energy needs over various temporal windows. While many mechanisms have been described for phasic blood flow regulation, how the brain accomplishes tonic control is largely unknown. Here we describe a way in which astrocytes contribute to the management of basal brain blood flow by providing steady-state vasodilation to arterioles via resting astrocyte Ca(2+) and the continuous release of prostaglandin messengers. This phenomenon may be important for understanding the declines in basal brain blood flow that occur in aging and dementia, as well as for the interpretation of fMRI data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».