Pequeños cambios en los niveles de sodio en sangre pueden afectar la excitabilidad del cerebro humano

Pequeños cambios en los niveles de sodio en sangre pueden afectar la excitabilidad del cerebro humano

Incluso dentro de rangos saludables, pequeñas diferencias en el sodio en sangre se asociaron con cambios mensurables en la excitabilidad cerebral, lo que proporciona nuevos conocimientos sobre cómo la fisiología sutil puede influir en la función neuronal en adultos sanos.

En un estudio publicado recientemente en la revistaInformes científicosLos investigadores examinaron la relación entre los niveles de electrolitos en sangre y la excitabilidad cortical en adultos sanos. El estudio comparó los niveles de electrolitos en plasma y los datos del umbral motor en reposo (RMT) de 42 participantes y encontró una correlación significativa entre los niveles de sodio en plasma y las diferencias interindividuales en el RMT.

En particular, concentraciones más bajas de sodio dentro del rango fisiológico normal se asociaron con una mayor excitabilidad cortical. Estos resultados sugieren que la composición iónica precisa de la sangre humana puede estar asociada con propiedades neurobiológicas estables, aunque los datos reflejan asociaciones más que efectos causales.

Homeostasis de electrolitos en la función cerebral.

La investigación neurobiológica moderna supone que el cerebro de los mamíferos, y por lo tanto de los humanos, depende de un delicado equilibrio de iones cargados, particularmente sodio, calcio y potasio, que entran y salen de las células para generar impulsos eléctricos. Este proceso, llamado homeostasis de electrolitos, es extremadamente vital, está conservado evolutivamente y está estrictamente regulado.

Cuando este equilibrio se altera gravemente, como en la hiponatremia, las consecuencias suelen ser fisiológicamente catastróficas, incluidas convulsiones y otras crisis neurológicas. Investigaciones anteriores han establecido límites saludables para las concentraciones de electrolitos que se consideran suficientes para mantener la excitabilidad cortical, y estos se evalúan comúnmente mediante mediciones neurofisiológicas indirectas.

Nuevos conocimientos a partir de la variabilidad del rango normal

Investigaciones recientes cuestionan esta opinión y sugieren que incluso pequeñas fluctuaciones en las concentraciones de iones entre individuos pueden influir en el aprendizaje, la memoria y la susceptibilidad a enfermedades neurológicas. Intentos anteriores de verificar estos efectos han producido resultados contradictorios, a menudo debido a tamaños de muestra pequeños, limitaciones metodológicas y análisis exploratorios controlados inadecuadamente.

Diseño del estudio y características de los participantes.

El objetivo del presente estudio fue determinar si las fluctuaciones en los niveles de electrolitos en individuos sanos están asociadas con diferencias en la actividad eléctrica cerebral. El análisis fue una evaluación secundaria, no especificada, de datos iniciales de 42 adultos jóvenes sanos de entre 18 y 30 años, recopilados originalmente como parte de un ensayo aleatorio que examinaba los efectos cognitivos de la fampridina.

Medición de electrolitos y evaluación TMS.

Se recogieron muestras de sangre para medir las concentraciones plasmáticas de sodio, cloruro, potasio, calcio y fosfato. La excitabilidad cortical se evaluó mediante estimulación magnética transcraneal, una técnica no invasiva que induce pequeñas corrientes eléctricas en el cerebro mediante una bobina magnética colocada sobre el cuero cabelludo.

El umbral motor en reposo se calculó estimulando la región de la corteza motora que controla los músculos de la mano y ajustando la intensidad de la estimulación hasta alcanzar la fuerza mínima requerida para provocar una respuesta muscular en al menos la mitad de las pruebas. Los valores más bajos de RMT indican una mayor excitabilidad corticoespinal, aunque el RMT refleja factores tanto corticales como no corticales.

Asociaciones específicas del sodio con el umbral motor.

Los análisis revelaron una relación estadísticamente sólida entre los niveles de sodio en plasma y la excitabilidad cortical. Se observó una correlación positiva significativa entre la concentración de sodio y el RMT, lo que sugiere que los niveles más bajos de sodio se asociaron con umbrales motores más bajos y, por lo tanto, con una mayor excitabilidad.

Todos los participantes tenían niveles de sodio dentro del rango de referencia clínica estándar de 136 a 143 mmol/L. Cuando se examinaron otros electrolitos individualmente, no se observaron asociaciones significativas con el RMT para el cloruro, el potasio, el calcio o el fosfato.

El ajuste por edad y género no cambió significativamente estos resultados, lo que respalda la solidez de la asociación pero no implica una relación causal.

Interpretación, mecanismos e investigaciones futuras.

Estos resultados proporcionan evidencia preliminar de que diferencias sutiles en la concentración de sodio en sangre, incluso dentro del rango normal, están asociadas con diferencias en el umbral motor en reposo. El cambio estimado en el potencial de equilibrio del sodio en esta área es del orden de uno a dos milivoltios.

Los autores proponen que un menor contenido de sodio extracelular puede influir sutilmente en la electrofisiología de la membrana al afectar la dinámica del canal de sodio o la conductancia del tejido, alterando así el campo magnético efectivo durante la estimulación.

Se necesitan estudios futuros que incluyan manipulación experimental de los niveles de sodio, modelado de campos eléctricos individualizados y diseños longitudinales para determinar si los niveles de sodio afectan directamente la excitabilidad cortical.

Fuentes: