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Ein Seufzer der Erleichterung: Neue Entdeckung könnte Atmungsprobleme helfen

Wir alle tun es - diesen langen, tiefen Atemzug, der als "Seufzer" bekannt ist, um unsere Traurigkeit, Erleichterung oder Erschöpfung auszudrücken. Aber Sie werden überrascht sein zu erfahren, dass das Seufzen tatsächlich für die Lungenfunktion entscheidend ist, und Wissenschaftler haben jetzt die Gehirnzellen, die dafür verantwortlich sind, lokalisiert.
Obwohl wir oft vor Erleichterung, Müdigkeit oder Traurigkeit seufzen, ist Seufzen tatsächlich entscheidend für die Lungenfunktion.

Jack Feldman, Professor für Neurobiologie an der David Geffen School of Medicine an der Universität von Kalifornien-Los Angeles (UCLA), und Kollegen veröffentlichen die Details ihrer Entdeckung in der Zeitschrift Natur.

Laut Feldman ist ein Seufzer ein tiefer Atemzug, aber kein freiwilliger. "Es beginnt wie ein normaler Atemzug, aber bevor du ausatmest, nimmst du einen zweiten Atemzug darüber."

Die durchschnittliche Person seufzt alle 5 Minuten - das entspricht ungefähr 12 Mal pro Stunde. Dies mag übertrieben klingen, aber wir müssen dies oft seufzen, damit unsere Lungen richtig funktionieren.

Seufzen ist erforderlich, um die Alveolen in den Lungen aufzublasen - die winzigen Beutel, die Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen den Lungen und dem Blutkreislauf bewegen können. Einige dieser Alveolen können jedoch kollabieren.

"Wenn Alveolen zusammenbrechen, beeinträchtigen sie die Fähigkeit der Lunge, Sauerstoff und Kohlendioxid auszutauschen", erklärt Feldman. "Die einzige Möglichkeit, sie wieder aufzumachen, ist zu seufzen, was die doppelte Lautstärke eines normalen Atems mit sich bringt. Wenn Sie nicht seufzen, werden Ihre Lungen mit der Zeit versagen."

Zwei Gruppen von Neuronen haben herausgefunden, dass sie das Seufzen kontrollieren können

Während Seufzen für die Gesundheit entscheidend ist, gibt es Situationen, in denen es zu einem Problem werden kann.

Seufzen kann sich als Reaktion auf psychischen Stress verstärken, was bedeutet, dass Menschen mit Depressionen, Angststörungen und anderen psychischen Erkrankungen ein übermäßiges Seufzen erfahren können, das lähmend wird.


Es gibt zwei Gruppen von etwa 200 Neuronen (hervorgehoben) im Hirnstamm, die das Seufzen kontrollieren.
Bildnachweis: Krasnow-Labor / Stanford

Auf der anderen Seite gibt es einige Bedingungen, die es einer Person schwer machen zu seufzen, wie beispielsweise Atemprobleme, was bedeutet, dass ihre Lungenfunktion beeinträchtigt sein kann.

Feldman und seine Kollegen haben sich in ihrer Studie ein besseres Verständnis davon angeeignet, welche Rolle das Gehirn beim Seufzen und Atmen spielt - Informationen, die eines Tages Menschen helfen könnten, die schwächende Seufzer erleben oder Schwierigkeiten haben, seufzend zu sein.

Frühere Forschungen haben Peptide im Gehirn - einschließlich Frosch-Bombesin - identifiziert, die das Seufzen bei Nagetieren beeinflussen können, obwohl die Mechanismen, die der Freisetzung solcher Peptide zugrunde liegen, unklar waren.

Mit dem Ziel, dieses Geheimnis zu entschlüsseln, analysierten die Forscher mehr als 19.000 Genexpressionsmuster in den Gehirnzellen von Mäusen und identifizierten etwa 200 Neuronen oder Gehirnzellen im Hirnstamm, die für die Produktion und Freisetzung von Bombesin-ähnlichen Peptiden verantwortlich sind .

Weitere Untersuchungen zeigten, dass diese Peptide eine weitere Gruppe von 200 Neuronen stimulierten, die dazu führten, dass die Atemmuskeln von Mäusen die Anzahl der erzeugten Seufzer von etwa 40 auf mehr als 400 signifikant erhöhten.

"Diese molekularen Pfade sind kritische Regulatoren des Seufzens und definieren den Kern einer Seufzer-Kontroll-Schaltung", sagt Mark Co-Autor Mark Krasnow, Professor für Biochemie an der medizinischen Fakultät der Stanford University in Kalifornien.

Die Ergebnisse können die Tür zum Drogenziel öffnen

Die Forscher sagen, dass ihre Erkenntnisse einen Einblick geben, wie Netzwerke von Zellen im Hirnstamm den Atemrhythmus regulieren.

"Im Gegensatz zu einem Schrittmacher, der nur reguliert, wie schnell wir atmen, steuert das Atemzentrum des Gehirns auch die Art des Atems, den wir nehmen", erklärt Krasnow.

"Es besteht aus einer kleinen Anzahl verschiedener Arten von Neuronen. Jedes funktioniert wie ein Knopf, der eine andere Art von Atem anschlägt. Ein Knopf programmiert regelmäßige Atemzüge, ein anderer Seufzer, und die anderen könnten zum Gähnen, Schniefen, Husten und vielleicht sogar sein lacht und weint. "

Feldman fügt hinzu:

"Seufzen scheint durch die kleinste Anzahl von Neuronen reguliert zu werden, die wir mit einem grundlegenden menschlichen Verhalten in Verbindung gebracht haben. Eines der heiligen Grillen in der Neurowissenschaft ist herauszufinden, wie das Gehirn das Verhalten steuert. Unser Befund gibt uns Einblicke in Mechanismen, die viel mehr zugrunde liegen können komplexes Verhalten. "

Weil die in den Gehirnzellen von Mäusen identifizierten Peptide auch im menschlichen Gehirn gefunden werden, könnten die Peptid-produzierenden Signalwege mit Medikamenten gesteuert werden, um das Seufzen beim Menschen zu kontrollieren.

Dennoch stellen die Forscher fest, dass die zugrundeliegenden Gehirnmechanismen des bewussten Seuftens unklar bleiben, und dies ist eine weitere Untersuchung.

"Es gibt sicherlich eine Komponente des Seufzens, die sich auf einen emotionalen Zustand bezieht. Wenn Sie gestresst sind, seufzen Sie zum Beispiel mehr", sagt Feldman. "Es kann sein, dass Neuronen in den Gehirnbereichen, die Emotionen verarbeiten, die Freisetzung der Seufzer-Neuropeptide auslösen - aber das wissen wir nicht."

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