Малки промени в нивата на натрий в кръвта могат да повлияят на възбудимостта на човешкия мозък

Малки промени в нивата на натрий в кръвта могат да повлияят на възбудимостта на човешкия мозък

Дори в здравословни граници, малките разлики в натрия в кръвта се свързват с измерими промени в мозъчната възбудимост, предоставяйки нови прозрения за това как фината физиология може да повлияе на невронната функция при здрави възрастни.

В проучване, публикувано наскоро в спНаучни докладиИзследователите са изследвали връзката между нивата на електролита в кръвта и кортикалната възбудимост при здрави възрастни. Проучването сравнява плазмените електролитни нива и данните за двигателния праг в покой (RMT) от 42 участници и открива значителна корелация между плазмените нива на натрий и междуиндивидуалните разлики в RMT.

По-специално, по-ниските концентрации на натрий в нормалните физиологични граници са свързани с повишена кортикална възбудимост. Тези резултати предполагат, че точният йонен състав на човешката кръв може да бъде свързан със стабилни невробиологични свойства, въпреки че данните отразяват асоциации, а не причинно-следствени ефекти.

Електролитна хомеостаза в мозъчната функция

Съвременните невробиологични изследвания предполагат, че мозъкът на бозайниците и следователно на хората разчита на деликатен баланс на заредени йони, особено натрий, калций и калий, които влизат и излизат от клетките, за да генерират електрически импулси. Този процес, наречен електролитна хомеостаза, е изключително жизненоважен, еволюционно запазен и строго регулиран.

Когато този баланс е силно нарушен, както при хипонатремия, последствията често са физиологично катастрофални, включително гърчове и други неврологични кризи. Предишни изследвания са установили здравословни граници за концентрациите на електролити, смятани за достатъчни за поддържане на кортикална възбудимост, и те обикновено се оценяват с помощта на индиректни неврофизиологични измервания.

Нови прозрения от вариабилността на нормалните граници

Последните изследвания оспорват тази гледна точка и предполагат, че дори малките колебания в концентрациите на йони между индивидите могат да повлияят на ученето, паметта и податливостта към неврологични заболявания. Предишни опити за проверка на тези ефекти са довели до противоречиви резултати, често поради малки размери на извадката, методологични ограничения и неадекватно контролирани проучвателни анализи.

Дизайн на изследването и характеристики на участниците

Целта на настоящото изследване е да се определи дали флуктуациите в нивата на електролитите при здрави индивиди са свързани с разликите в мозъчната електрическа активност. Анализът е вторична, неуточнена оценка на базовите данни от 42 здрави млади възрастни на възраст от 18 до 30 години, първоначално събрани като част от рандомизирано проучване, изследващо когнитивните ефекти на фампридин.

Измерване на електролита и оценка на TMS

Бяха събрани кръвни проби за измерване на плазмените концентрации на натрий, хлорид, калий, калций и фосфат. Кортикалната възбудимост беше оценена с помощта на транскраниална магнитна стимулация, неинвазивна техника, която индуцира малки електрически токове в мозъка чрез магнитна намотка, поставена върху скалпа.

Моторният праг в покой се изчислява чрез стимулиране на областта на моторния кортекс, която контролира мускулите на ръката и регулиране на интензитета на стимулацията, докато се достигне минималната сила, необходима за предизвикване на мускулна реакция при поне половината от опитите. По-ниските стойности на RMT показват по-голяма кортикоспинална възбудимост, въпреки че RMT отразява както кортикални, така и некортикални фактори.

Специфични за натрий асоциации с двигателен праг

Анализите разкриха статистически стабилна връзка между плазмените нива на натрий и кортикалната възбудимост. Наблюдава се значителна положителна корелация между концентрацията на натрий и RMT, което предполага, че по-ниските нива на натрий са свързани с по-ниски двигателни прагове и следователно по-висока възбудимост.

Всички участници са имали нива на натрий в рамките на стандартния клиничен референтен диапазон от 136 до 143 mmol/L. Когато други електролити са изследвани индивидуално, не са наблюдавани значими асоциации с RMT за хлорид, калий, калций или фосфат.

Коригирането спрямо възрастта и пола не промени значително тези резултати, подкрепяйки устойчивостта на асоциацията, но не предполага причинно-следствена връзка.

Тълкуване, механизми и бъдещи изследвания

Тези резултати предоставят предварителни доказателства, че фините разлики в концентрацията на натрий в кръвта, дори в рамките на нормалните граници, са свързани с разликите в двигателния праг в покой. Изчислената промяна в равновесния потенциал на натрия в тази област е от порядъка на един до два миливолта.

Авторите предполагат, че по-ниското съдържание на екстрацелуларен натрий може едва доловимо да повлияе на електрофизиологията на мембраната, като повлияе на динамиката на натриевия канал или тъканната проводимост, като по този начин промени ефективното магнитно поле по време на стимулация.

Необходими са бъдещи проучвания, които включват експериментална манипулация на нивата на натрий, индивидуализирано моделиране на електрическо поле и надлъжни дизайни, за да се определи дали нивата на натрий влияят пряко върху кортикалната възбудимост.

източници: