促进呼吸的化学信号

　　

大脑在需要氧的时候通常会发出急需信号，迫使肺超时工作。但是直到最近，科学家们还不知道这个信号系统是如何工作的，以及为什么有时候不能发挥作用，尤其是在早产婴儿中。现在，一组研究者已经发现由血红蛋白携带的一氧化氮，可能是在氧气缺乏时的大脑信号分子。

氧气和二氧化碳是已知的呼吸调控因素。当血液中二氧化碳累积时，呼吸速率增加。但是研究者们最近发现一种名为S-nitrosothiols（SNOs）的分子也发挥了关键作用。当一氧化氮与蛋白质中的一个特定氨基酸结合时就形成了SNOs。当身体内组织需要更多的氧气时，这些关键的分子就帮助肺部血管扩张，从而可以有更多的氧气进入血液。这有助于确保血红蛋白，即红细胞中携带氧气的分子，携带更多的氧气。

为了确定SNOs是否作用于大脑，弗吉尼亚大学医学院的肺研究专家Benjamin Gaston和同事们将一定的SNOs注射入有意识的大鼠的脑干中。大鼠呼吸加剧，尽管它们体内的氧水平正常。然后为了确定SNOs是在血液中携带的，科学家们从大鼠中抽取了两种类型的全血：含有携带氧的血红蛋白分子的血液，和那些含有已经卸载氧的血红蛋白的血液。因为SNOs比蛋白质轻，Gaston的研究组将血液中重的和轻的成分分离开。他们将较轻的，很可能富含SNO的无氧血液注射入大鼠的脑干中，并且发现大鼠呼吸加剧，与前面实验的结果相同。含氧的血液则没有这种作用。这表明当组织缺氧时，血液中SNOs的含量就会升高。如果SNOs在血液中累积起来，那么它就可能给大脑传递一种信号：机体内氧气的更新不够迅速了。

加州Burnham研究所的神经科学家Stuart Lipton说：“呼吸由氧气或二氧化碳以外的某种物质来调控令人吃惊。这是第一次我们可以肯定存在着一种血液运载的SNO确实影响着大脑。”Lipton说，通过进一步了解SNOs如何在身体内进行运输，将有可能开发出指导SNOs到达大脑部分区域的药物。

——摘译自9月12日Science Now