大量的谷氨酸“羽状”, 一种关键的神经递质, 大脑中的涌动可能有助于解释先兆偏头痛的发病，以及潜在的广泛的神经系统疾病, 包括中风和创伤性脑损伤——根据犹他大学健康科学家领导的一项国际研究.
这项研究, 是在实验室老鼠身上进行的吗, 发现谷氨酸异常释放到细胞外空间——脑细胞之间的区域——可以引发扩散的去极化, 在偏头痛和其他神经系统疾病中，像海啸一样的活动波在大脑中传播.
“这是天底下的新事物，”K.C. 布伦南,M.D. 该研究的共同通讯作者(与Dr. 意大利帕多瓦大学的Daniela Pietrobon). “谷氨酸羽状物是偏头痛的一种全新机制, 而且很有可能它们也是其他神经系统疾病的参与者.”
这项研究发表在 神经元. 除了U of U Health和Padova的科学家, 来自新墨西哥大学和意大利马尔凯理工大学的研究人员对这项工作做出了贡献.
像许多发现一样，这一发现有点偶然. 主要作者帕特里克·帕克博士.D., 然后是布伦南实验室的研究生, 正在研究携带人类基因的老鼠体内谷氨酸信号的异常，这种基因会导致一种被称为家族性偏瘫偏头痛2型（FHM2）的疾病。.
谷氨酸是一种重要的神经递质，作为神经细胞之间的信号释放. 但是过多的谷氨酸会使细胞过度兴奋并损害它们, 因此，大脑已经进化出了限制其影响的方法.
意大利先前的研究发现，FHM2突变减缓了谷氨酸从细胞外空间移除的速度, 导致大脑网络过度活跃. 但帕克和他的团队在目前的研究中发现的是令人惊讶的：巨大的羽流, 或者释放谷氨酸, 它是自发出现的，似乎是从一个中心位置蔓延开来的.
“我所读到的关于神经谷氨酸信号的一切都告诉我，这些羽状物不应该在那里,帕克说. “这并不是一个‘顿悟’的时刻. 更像是，‘那是什么鬼东西?’”
感兴趣, 研究人员进行了更深入的研究, 发现羽流产生于神经元和星形胶质细胞之间功能失调的相互作用. 星形胶质细胞是一种特殊的大脑细胞，除其他功能外，它有助于控制谷氨酸水平. 研究人员确定，要么是神经元释放谷氨酸过多, 或者星形胶质细胞摄取太少, 会导致羽流吗.
“共同点是释放和再摄取之间的不平衡以及细胞外空间中谷氨酸的过量,布伦南说.
一旦研究人员更好地了解羽流是如何产生的, 他们想知道这些羽状物是如何影响大脑疾病的. 他们发现，在扩散去极化开始之前，会有一阵羽流.
来理解扩散的去极化, 想象一下连锁反应, 由神经细胞大量放电引起. 当它着火时, 细胞释放大量谷氨酸（和其他物质）, 足以引起邻近的神经元放电. 反过来，他们又导致邻居纵火, 一波放电（或去极化）扫过大脑, 像池塘里的涟漪一样向外扩散, 或者地震引发的海啸.
扩散性去极化不像癫痫发作那样广为人知, 更著名的大脑兴奋事件. 但它们同样普遍——而且是在某些条件下, 像中风, 蛛网膜下腔出血, 以及创伤性脑损伤, 它们同样具有破坏性.
帕克和同事们发现，羽流预示着去极化扩散的开始, 防止羽流抑制了它们.
帕克说：“这表明羽流不仅与扩散的去极化同时发生。. “他们参与了他们这一代人的活动.”
重要的是, 科学家们不仅在FHM2小鼠身上，而且在正常对照动物身上也观察到了扩散去极化之前的羽流. 这意味着羽流可能不仅仅与偏头痛有关, 在哪里扩散的去极化是先兆的基础并引发头痛, 帕克说.
展望未来，研究小组希望加深对偏头痛羽流的理解. “在偏头痛中，有一个新的主题是通过各种方式损害谷氨酸的控制, 而羽流则为这个故事锦上添花,帕克说.
但研究人员也想直接测试谷氨酸羽状物是否与其他神经系统疾病有关, 着眼于治疗多种疾病的方法.
布伦南说：“大发娱乐有很多工作要做. “但当大自然母亲给你这种曲线球时，你必须跟进.”
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除了博士. 布伦南和帕克，P.A. Sawant-Pokam P. Suryavanshi D. 考夫曼和J.J. uu Health的Theriot对这项研究做出了贡献. 研究, 出版, 非典型谷氨酸信号在偏头痛先兆遗传模型中的作用,的研究得到了美国国立卫生研究院的支持, 美国国家科学基金会, 和Telethon基金会.