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Science ; 383(6690): 1471-1478, 2024 Mar 29.
Artículo en Inglés | MEDLINE | ID: mdl-38547288

RESUMEN

Consciousness is lost within seconds upon cessation of cerebral blood flow. The brain cannot store oxygen, and interruption of oxidative phosphorylation is fatal within minutes. Yet only rudimentary knowledge exists regarding cortical partial oxygen tension (Po2) dynamics under physiological conditions. Here we introduce Green enhanced Nano-lantern (GeNL), a genetically encoded bioluminescent oxygen indicator for Po2 imaging. In awake behaving mice, we uncover the existence of spontaneous, spatially defined "hypoxic pockets" and demonstrate their linkage to the abrogation of local capillary flow. Exercise reduced the burden of hypoxic pockets by 52% compared with rest. The study provides insight into cortical oxygen dynamics in awake behaving animals and concurrently establishes a tool to delineate the importance of oxygen tension in physiological processes and neurological diseases.


Asunto(s)
Corteza Cerebral , Circulación Cerebrovascular , Hipoxia Encefálica , Mediciones Luminiscentes , Saturación de Oxígeno , Oxígeno , Animales , Ratones , Corteza Cerebral/irrigación sanguínea , Corteza Cerebral/diagnóstico por imagen , Corteza Cerebral/metabolismo , Oxígeno/sangre , Oxígeno/metabolismo , Presión Parcial , Hipoxia Encefálica/sangre , Hipoxia Encefálica/diagnóstico por imagen , Hipoxia Encefálica/metabolismo , Vasodilatación , Mediciones Luminiscentes/métodos , Luciferasas/genética , Luciferasas/metabolismo , Proteínas Recombinantes de Fusión/genética , Proteínas Recombinantes de Fusión/metabolismo , Proteínas Fluorescentes Verdes/genética , Proteínas Fluorescentes Verdes/metabolismo , Hipercapnia/sangre , Hipercapnia/diagnóstico por imagen , Hipercapnia/metabolismo
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